【題目】氮的氧化物(NOx)是大氣主要污染物,有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。
(1)N2O又稱笑氣,有輕微的麻醉作用,N2O在一定條件下可分解為N2、O2。回答下列問題:
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJmol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H2=-114.14kJmol-1
③3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) △H3=-115.52kJmol-1
則反應2N2O(g)=2N2(g)+O2(g) △H=_______ kJmol-1
(2)汽車尾氣中的NO和CO可在催化劑作用下生成無污染的氣體而除去。在密閉容器中充入10molCO和8molNO發(fā)生反應,測得平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系如下圖
①已知T2>T1,則反應2NO(g)+2CO(g)2N2(g)+2CO2(g),△H___0(填“>”“=”或“<”)
②該反應達到平衡后,為同時提高反應速率和NO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有____(填字母序號)
a.改用高效催化劑 b.縮小容器的體積 c.增加CO的濃度 d.升高溫度
③壓強為10MPa、溫度為T1下,若反應進行到20min達到平衡狀態(tài),此時容器的體積為4L,則用N2的濃度變化表示的平均反應速率v(N2)=____,該溫度下用分壓表示的平衡常數(shù)Kp= ___MPa-1(分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
④在D點,對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小,重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點中____點。
(3)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2,將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應,反應相同時間,NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖所示。
①在50℃~150℃范圍內(nèi)隨溫度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是____。
②當反應溫度高于380℃時,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___。
【答案】-244.1 < bc 0.025 mol·L-1·min-1 4/45(或0.089) A 催化劑活性隨溫度升高而增大,使NOx去除反應速率迅速增大;溫度升高,反應速率加快 催化劑活性下降(或NH3與O2反應生成了NO)
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律計算△H;
(2)①可逆反應升高溫度平衡向吸熱反應方向移動;
②為提高反應速率同時提高NO的轉(zhuǎn)化率,需要改變條件平衡正向進行;
③在密閉容器中充入10molCO和8molNO,發(fā)生反應,壓強為10MPa、溫度為T1下,若反應進行到20min達到平衡狀態(tài),NO體積分數(shù)為25%,結(jié)合三行計算列式計算,v(N2)=△c/△t,該溫度下平衡常數(shù)Kp=生成物平衡分壓冪次方乘積/反應物平衡分壓冪次方乘積;
④若在D點升溫的同時擴大體積至體系壓強減小,則平衡會正向移動,NO的體積分數(shù)增大;
(3)①在一定溫度范圍內(nèi)催化劑活性較大,超過其溫度范圍,催化劑活性降低;
②在溫度、催化劑條件下,氨氣能被催化氧化生成NO。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJmol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H2=-114.14kJmol-1
③3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) △H3=-115.52kJmol-1
由蓋斯定律可知,②-①2-③2得2N2O(g)=2N2(g)+O2(g),則△H=-114.14 kJmol-1 -(+180.5kJ·mol-1)2-(-115.52kJmol-1)2=-244.1kJ·mol-1,則反應2N2O (g)=2N2(g)+O2(g) △H=-244.1kJmol-1;
(2)①已知T2>T1,由圖示可知反應2NO(g)+2CO(g)2N2(g)+2CO2(g),升高溫度后,平衡后NO的體積分數(shù)增大,說明升高溫度,平衡逆向移動,逆反應方向為吸熱反應,則△H<0;
②2CO(g)+2NO(g)N2(g+2CO2(g)△H<0;
a.改用高效催化劑加快反應速率,平衡不變,轉(zhuǎn)化率不變,故a不能同時提高反應速率和NO的轉(zhuǎn)化率;
b.縮小容器的體積,體系內(nèi)壓強增大,反應速率增大,平衡正向進行,NO的轉(zhuǎn)化率增大,故b能同時提高反應速率和NO的轉(zhuǎn)化率;
c.增加CO的濃度反應速率增大,平衡正向進行,NO的轉(zhuǎn)化率增大,故c能同時提高反應速率和NO的轉(zhuǎn)化率;
d.升高溫度反應速率增大,反應為放熱反應,升溫平衡逆向進行,NO的轉(zhuǎn)化率減小,故d不能同時提高反應速率和NO的轉(zhuǎn)化率;故選bc;
③在密閉容器中充入10molCO和8molNO,發(fā)生反應,壓強為10MPa、溫度為T1下,若反應進行到20min達到平衡狀態(tài),NO體積分數(shù)為25%,結(jié)合三行計算列式計算,設反應生成氮氣物質(zhì)的量為x,
2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-749 kJ·mol-1;
起始量(mol) 10 8 0 0
變化量(mol) 2x 2x x 2x
平衡量(mol) 10-2x 8-2x x 2x
(8-2x)/(10-2x+8-2x+x+2x)×100%=25%,x=2mol,v(N2)=△c/△t=2mol/(4L×20min)=0.025 mol·L-1·min-1;
平衡氣體總物質(zhì)的量=16mol,該溫度下平衡常數(shù)Kp= =0.089(MPa)-1;
④若在D點升溫的同時擴大體積至體系壓強減小,則平衡會逆向移動,NO的體積分數(shù)增大,重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A點;
(3)在一定溫度范圍內(nèi)催化劑活性較大,超過其溫度范圍,催化劑活性降低,根據(jù)圖知:
①催化劑活性隨溫度升高而增大,使NOx去除反應速率迅速增大;溫度升高,反應速率加快.
②在一定溫度范圍內(nèi)催化劑活性較大,超過其溫度范圍,催化劑活性下降;(或在溫度、催化劑條件下,氨氣能被催化氧化生成NO),
即:當反應溫度高于380℃時,NOx的去除率迅速下降的原因可能催化劑活性下降(或NH3與O2反應生成了NO)。
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【題目】可逆反應①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)+P(g)分別在密閉容器的兩個反應室中進行,反應室之間有無摩擦力、可自由滑動的密封隔板。反應開始和達到平衡狀態(tài)時有關物理量的變化如圖所示:
下列判斷正確的是( )
A. 反應①的正反應是吸熱反應
B. 達平衡(I)時體系的壓強與反應開始時體系的壓強之比為14:15
C. 達平衡(I)時,X的轉(zhuǎn)化率為5/11
D. 在平衡(I)和平衡(II)中,M在隔板右邊氣體中的體積分數(shù)不變
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【題目】用酸式滴定管準確移取25.00mL某未知濃度的鹽酸溶液于一潔凈的錐形瓶中,然后用0.20mol·L -1的氫氧化鈉溶液(指示劑為酚酞).滴定結(jié)果如下:
NaOH起始讀數(shù) | NaOH終點讀數(shù) | |
第一次 | 0.10mL | 18.60mL |
第二次 | 0.30mL | 18.00mL |
(1)準確配制0.20mol·L-1的氫氧化鈉溶液250mL,需要的主要儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外,還必須用到的儀器有____________________
(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計算出鹽酸的物質(zhì)的量濃度為_____________mol·L-1.
(3)用0.20mol·L-1標準氫氧化鈉溶液滴定待測鹽酸溶液,滴定時左手控制堿式滴定管的玻璃球,右手不停搖動錐形瓶,眼睛注視 _______________,直到滴定終點。
(4)達到滴定終點的標志是_______________________________________________________
(5)以下操作造成測定結(jié)果偏高的原因可能是__________________。
A. 未用標準液潤洗堿式滴定管
B. 滴定終點讀數(shù)時,俯視滴定管的刻度,其它操作均正確
C. 盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用待測液潤洗
D. 滴定到終點讀數(shù)時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
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【題目】有X、Y、Z、Q、T五種元素,X原子的M層p軌道有2個未成對電子,Y原子的外圍電子構(gòu)型為3d64s2,Z原子的L電子層的p能級上有一空軌道,Q原子的L電子層的p能級上只有1對成對電子,T原子的M電子層上p軌道半充滿。試回答下列問題:
(1)X的元素符號__________,Y的元素符號________。
(2)Z元素原子的電子排布式_______,Q元素原子的電子排布圖__________,T元素原子的電子排布圖_______________________________。
(3)Y的單質(zhì)在Q的單質(zhì)中燃燒的化學方程式:_________________________。
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【題目】下圖為一種利用原電池原理設計測定O2含量的氣體傳感器示意圖,RbAg4I5是只能傳導Ag+的固體電解質(zhì)。O2可以通過聚四氟乙烯膜與AlI3 反應生成Al2O 3和I2,通過電池電位計的變化可以測得O2的含量。下列說法正確的是( )
A. 正極反應為:3O2+12e-+4Al3+=2Al2O3
B. 傳感器總反應為:3O2+4AlI3+12Ag=2Al2O3+12AgI
C. 外電路轉(zhuǎn)移0.01mol電子,消耗O2的體積為0.56L
D. 給傳感器充電時,Ag+向多孔石墨電極移動
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【題目】化合物F是一種藥物合成的中間體,F的一種合成路線如下:
已知:
回答下列問題:
(1)的名稱為____。
(2)D中含氧官能團的名稱為____。
(3)B→C的反應方程式為____。
(4)D→E的反應類型為____。
(5)C的同分異構(gòu)體有多種,其中苯環(huán)上連有—ONa、2個—CH3的同分異構(gòu)體還有____種,寫出核磁共振氫譜為3組峰,峰面積之比為6:2:1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式____。
(6)依他尼酸鈉()是一種高效利尿藥物,參考以上合成路線中的相關信息,設計以 為原料(其他原料自選)合成依他尼酸鈉的合成路線。________________
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【題目】實施以節(jié)約能源和減少廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應對全球氣候問題、建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運用所學知識,回答下列問題:
(1)已知某溫度下某反應的化學平衡常數(shù)表達式為:K=c(H2O)/[ c(CO)·c(H2)]所對應的化學反應方程式為:________。
(2)已知在一定溫度下:
①C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1=a kJ/mol 平衡常數(shù)K1;
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2=b kJ/mol 平衡常數(shù)K2;
③C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)△H3 平衡常數(shù)K3。
則K1、K2、K3之間的關系是:________,△H3=________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應器時,發(fā)生如下反應:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
該反應的正反應方向是________反應(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時進行,設起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020 mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為:________。
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【題目】向下列溶液中加入相應試劑后,發(fā)生反應的離子方程式正確的是
A. 向溶液中加入溶液
B. 向液中加入過量氨水Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
C. 向溶液中加入鐵粉
D. 向溶液中加入足量新制氯水
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【題目】右圖為實驗室制取乙炔并驗證其性質(zhì)的裝置圖。下列說法不合理的是
A.逐滴加入飽和食鹽水可控制生成乙炔的速率
B.KMnO4酸性溶液褪色,說明乙炔具有還原性
C.用Br2的CCl4溶液驗證乙炔的性質(zhì),不需要除雜
D.將純凈的乙炔點燃,有濃烈的黑煙,說明乙炔不飽和程度高
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