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4.燃料的使用和防污染是社會發(fā)展中一個無法回避的矛盾話題.
(1)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題.煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染.
已知:
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-860.0kJ•mol-1
②2NO2(g)?N2O4(g)△H2=-66.9kJ•mol-1
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(g)、CO2的熱化學方程式:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-793.1kJ/mol.
(2)如將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達到低碳排放的目的.如圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖甲.電極a、b表面發(fā)生電極反應.其中a極為:負極,b其電極反應式為:CO2+2H++2e-=HCOOH.
(3)如果用100ml 1.5mol/L的NaOH溶液吸收2.24L(標準狀況)的二氧化碳氣體所得溶液中各離子濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)(用離子濃度符號表示).
(4)燃料除硫中可用到CaCO3,它是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9
①石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)的工作原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣及鼓入的空氣反應生成石膏(CaSO4•2H2O).寫出該反應的化學方程式:2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2(CaSO4•2H2O)+2CO2
②有一純堿溶液的濃度為2×10-4mo1/L,現(xiàn)將其與等體積的CaCl2溶液混合,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為5.6×10-5mo1/L.

分析 (1)根據(jù)題意寫出化學方程式,再根據(jù)蓋斯定律運用“加減法”求算此反應的焓變;
(2)a極將水反應生成氧氣,氧元素化合價升高,失去電子,所以為負極.b為正極,是二氧化碳得到電子生成甲酸,據(jù)此解答;
(3)標準狀況下2.24LCO2的物質(zhì)的量為0.1L,1.5mol/LNaOH溶液中含有0.15molNaOH,二者恰好發(fā)生反應2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O,反應后生成了等濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉,然后結(jié)合鹽的水解原理判斷各離子濃度大��;
(4)①碳酸鈣與二氧化硫、氧氣反應生成硫酸鈣和二氧化碳;
②②Na2CO3溶液的濃度為1×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=5.0×10-5mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)•c(Ca2+)計算沉淀時混合溶液中c(Ca2+),原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍.

解答 解:(1)①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-860.0kJ•mol-1;
②2NO2(g)?N2O4(g)△H2=-66.9kJ•mol-1,
依據(jù)蓋斯定律①-②得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=△H1-△H2=-793.1kJ/mol;
故答案為:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-793.1 kJ/mol;
(2)a極將水反應生成氧氣,氧元素化合價升高,失去電子,所以為負極,b為正極,是二氧化碳得到電子生成甲酸,電極反應為:CO2+2H++2e-=HCOOH;
故答案為:負極;CO2+2H++2e-=HCOOH;
(3)標準狀況下,2.24LCO2的物質(zhì)的量為:2.24L22.4L/mol=0.1mol,
100mL 1.5mol/LNaOH溶液中含有0.15molNaOH,二者發(fā)生反應2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O生成等濃度的Na2CO3、NaHCO3,HCO3-、CO32-部分水解,溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+),由于CO32-水解程度大于HCO3-,則c(HCO3-)>c(CO32-),所以反應后溶液中的離子濃度大小為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),
故答案為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);
(4)①石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)的工作原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣及鼓入的空氣反應生成石膏(CaSO4•2H2O),即碳酸鈣與二氧化硫、氧氣反應生成硫酸鈣和二氧化碳,其反應的方程式為:2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2(CaSO4•2H2O)+2CO2
故答案為:2CaCO3+2SO2+O2+4H2O═2(CaSO4•2H2O)+2CO2;
②Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,等體積混合后溶液中c(CO32-)=1×10-4mol/L,根據(jù)Ksp=c(CO32-)•c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)=2.8×1091×104mol/L=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為5.6×10-5mol/L;
故答案為:5.6×10-5mo1/L.

點評 本題考查了反應熱的計算、電極判斷及電極反應式的書寫、離子濃度大小比較、難溶電解質(zhì)的溶解平衡,明確蓋斯定律計算反應熱方法、原電池工作原理、碳酸鈉和碳酸氫鈉水解性質(zhì)、溶度積規(guī)則是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
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15.下列有機反應類型的判斷不正確的是( �。�
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C.CH3COOH+CH3CH2OH?H2SO4CH3COOCH2CH3+H2O(取代反應)
D.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(加成反應)

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12.下列離子方程式書寫不正確的是( �。�
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19.X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素,已知Z的最高正價與最低負價的代數(shù)和為4,Y能形成兩種常見的液體二元化合物M、Q,其中M是生物生存必需的物質(zhì).X能形成多種單質(zhì),其中有兩種單質(zhì)硬度差異極大,下列說法中錯誤的是( �。�
A.最高價氧化物對應水化物的酸性:W>Z>X
B.化合物Q有強氧化性
C.Z、X都可以形成兩種常見的酸性氧化物
D.四種元素的常見單質(zhì)中X的單質(zhì)的沸點最高

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9.有甲()、乙()兩種有機物,下列說法中不正確的是( �。�
A.可用新制的氫氧化銅懸濁液區(qū)分這兩種有機物
B.1 mol甲與H2在一定條件下反應,最多消耗3 mol H2
C.甲、乙互為同分異構(gòu)體
D.等物質(zhì)的量的甲、乙分別與足量NaOH溶液反應消耗NaOH的量相同

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16.乙基香蘭素是最重要的合成香料之一,常作為嬰幼兒奶粉的添加劑.制備乙基香蘭素的一種合成路線(部分反應條件略去)如圖所示:

已知:①R-ONa+R′-Br-→R-O-R′+NaBr
②Ⅲ中生成的Cu2O經(jīng)氧化后可以循環(huán)利用
回答下列問題:
(1)A的核磁共振氫譜有3組峰.A的結(jié)構(gòu)簡式為
(2)Ⅰ中可能生成的一種烴是乙烯(填名稱);催化劑PEG可看作乙二醇脫水縮聚的產(chǎn)物,PEG的結(jié)構(gòu)簡式為.若PEG的平均相對分子質(zhì)量為17618,則其平均聚合度約為400.
(3)Ⅱ中,發(fā)生的反應屬于加成反應(填反應類型).
(4)Ⅲ中,反應的化學方程式為
(5)Ⅳ中,有機物脫去的官能團是羧基(填名稱).
(6)D是乙基香蘭素的同分異構(gòu)體,其分子結(jié)構(gòu)中不含乙基.由A制備D的一種合成路線(中間產(chǎn)物及部分反應條件略去)如圖所示:

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13.用鋁土礦(雜質(zhì)為SiO2、Fe2O3等)為原料冶煉鋁的流程如下(其中料液b呈堿性),下列說法中正確的是( �。�
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C.操作b為電解熔融狀態(tài)的Al2O3或用CO還原Al2O3
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