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【題目】霧霾天氣頻繁出現,嚴重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5,其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此,對PM2.5SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題:

(1)PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。

若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表:

離子

K+

Na+

NH4+

SO42-

NO3-

Cl-

濃度mol/L

4×10-6

6×10-6

2×10-5

4×10-5

3×10-5

2×10-5

根據表中數據判斷試樣的pH=________________。

(2)為減少SO2的排放,常將煤轉化為清潔氣體燃料:

已知:H2(g)+ O2(g) =H2O(g) H= -241.8kJ·mol-1

C(s)+ O2(g) =CO(g) H = -110.5kJ·mol-1

寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式:_________________________________________________。

(3)汽車尾氣凈化的主要原理:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) H0,若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。(如圖中v、Kn、w分別表示正反應速率、平衡常數、物質的量、質量分數)

(4)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”之一;钚蕴靠商幚泶髿馕廴疚NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質)。一定條件下生成氣體EF。當溫度分別在T1℃和T2℃時,測得各物質平衡時物質的量(n/mol)如下表:

物質

溫度/℃

活性炭

NO

E

F

初始

3.000

0.10

0

0

T1

2.960

0.020

0.040

0.040

T2

2.975

0.050

0.025

0.025

①寫出NO與活性炭反應的化學方程式______________________;

②計算上述反應T1時的平衡常數K1=______________________;若T1T2,則該反應的△H _____0(填“>”、“<”或“=”)。

③上述反應T1時達到化學平衡后再通入0.1molNO氣體,則達到新化學平衡時NO的轉化率為________

【答案】4 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H= +131.3 kJmol-1 BD C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) 4 80%

【解析】

(1)根據電荷守恒計算溶液中H+的濃度,據此計算溶液的pH值;

(2)焦炭與水蒸氣反應的化學方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),再根據蓋斯定律計算焓變;

(3)絕熱密閉的容器中溫度發(fā)生變化,影響化學平衡常數,達到化學平衡時,各組分的量不變,正逆反應速率相等,化學平衡常數不發(fā)生變化;

(4)①根據反應中物質的轉化量之比等于化學計量數之比確定反應物和生成物的系數,再根據元素守恒確定生成物;

②先計算體系中各組分的平衡濃度,再計算平衡常數;結合表格中數據以及溫度對平衡移動的影響判斷反應熱;

③根據等效平衡分析增加NO的量后NO的轉化率。

(1)根據電荷守恒,c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42)+c(NO3)+c(Cl),代入數據計算可得c(H+)=1×104mol/L,所以溶液的pH=lgc(H+)=4,故答案為:4

(2)已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g) H1= -241.8kJ·mol-1,②C(s)+ O2(g) =CO(g) H2= -110.5kJ·mol-1,焦炭與水蒸氣反應的化學方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),該反應可由②①得到,根據蓋斯定律可得,該反應的焓變H=H2H1=-110.5kJ·mol-1-(-241.8kJ·mol-1)= +131.3 kJmol-1,故答案為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H= +131.3 kJmol-1;

(3)根據反應原理方程式2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) H0,該反應為放熱反應,在絕熱、恒容容器中進行反應,隨著反應進行,溫度升高,化學反應速率先加快,后減慢,化學平衡常數減小,

A. 當到達t1時刻時,此時正反應速率最大,當到達化學平衡時,正反應速率應不變,因此不能說明反應到達化學平衡狀態(tài),故A不選;

B. 溫度改變,則化學平衡常數改變,當到達t1時刻時,此時化學平衡常數不變,可以說明化學反應已經達到化學平衡狀態(tài),故B選;

C. 當到達t1時刻時,NOCO2的物質的量相等,并不能說明化學反應到達平衡狀態(tài),化學平衡狀態(tài)時,應為各物質的物質的量保持不變,故C不選;

D. 當到達t1時刻時,NO的百分含量不變,可以說明化學反應到達化學平衡,故D選;

故答案為:BD;

(4)①在T1溫度下,NO和活性炭反應,一定條件下生成氣體EF,根據表格數據分析,達到平衡時,n(活性炭)=3mol2.96mol=0.04mol,n(NO)=0.1mol0.02mol=0.08mol,n(E)=0.04mol,n(F)=0.04mol,可得C(s)+2NO(g)=E(g)+F(g),根據元素守恒可得NO與活性炭反應的化學方程式為:C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g),故答案為:C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g);

T1時,體系中各組分的平衡濃度分別為,,所以該溫度下反應的平衡常數為;若T1T2,由表格中數據可知,升高溫度,反應物的量增多,生成的量減少,說明升高溫度,平衡逆向移動,則該反應為放熱反應,H0,故答案為:4;<;

③反應C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g)為反應前后氣體分子數不變的反應,即壓強變化不對化學平衡產生影響,當該反應平衡后再通入0.1molNO氣體,相當于加壓,平衡不移動,因此平衡時NO的轉化率不變,仍為原平衡時的轉化率,即,故答案為:80%

練習冊系列答案
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【題目】一定溫度下,將1molN2O4充入容積固定為2 L的密閉容器中,發(fā)生反應:N2O42NO2(g)。經2s達到化學平衡狀態(tài),此時測得容器中c(NO2)=0.2mol/L。

(1)下列說法中,一定能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是_________(填序號)。

A.正、逆反應均已停止 B. v(NO2)=2v(N2O4)

C.容器中 c(NO2) : c(N2O4)=2∶1 D.混合氣體的密度不變

E.混合氣體的壓強不變 F.混合氣體的顏色不變

(2)0~2 s內反應的平均速率v(NO2)=___________________。

(3)達到平衡時容器中c(N2O4)=______________________。

(4)達到平衡時,N2O4轉化率為______________________。

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【題目】已知甲、乙、丙三種物質均含有同種元素X,其轉化關系如下:

下列說法錯誤的是

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B.A為硝酸,X為金屬元素,則甲與乙反應可生成丙

C.A為氧氣,丙在通常狀況下為紅棕色氣體,則甲可能為非金屬單質

D.若乙為NaHCO3,則甲或丙可能是CO2

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【題目】下列離子檢驗的方法正確的是

A. 某溶液有白色沉淀,說明原溶液中有Cl

B. 某溶液有白色沉淀,說明原溶液中有SO42-

C. 某溶液有藍色沉淀,說明原溶液中有Cu2+

D. 某溶液生成無色氣體,說明原溶液中有CO32-

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【題目】寫出下列物質的結構簡式:

124,6-三甲基-5-乙基辛烷:________________________________

23-甲基-1-戊炔:______________________________;

31,4-戊二烯:______________________________;

4)苯乙烯:___________________________。

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【題目】下圖表示細胞內某些有機物的元素組成和功能關系,其中A、B代表元素,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ是生物大分子,圖中X、Y、Z、P分別為構成生物大分子的基本單位,請據圖回答下列問題:

(1)圖中A代表的元素是(用元素符號填寫)_______________。圖中X是_______________,Ⅰ在小麥種子中主要是指_______________。

(2)Ⅴ在動物、植物細胞均含有,是生物體內理想的儲能物質,則Ⅴ是_______________。

(3)物質P是_______________,其結構通式為______________________________;若Ⅳ分子由n個P分子(平均相對分子質量為m)組成的2條鏈組成,則該Ⅳ分子的相對分子質量大約為______________。從理論上分析,該Ⅳ物質至少有_____個氨基和_____個羧基。

(4)生物體中的Ⅱ、Ⅲ的基本組成單位是__________各單位間是通過______________鍵連接起來的,可以通過___________________________對細胞進行染色,染色后Ⅱ呈現出_______色,Ⅲ呈現出_______色。

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【題目】苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料﹣﹣納米氧化銅的重要前驅體之一。

如圖1是它的一種實驗室合成路線:

制備苯乙酸的裝置如圖2所示(加熱和夾持裝置等略):

已知:苯乙酸的熔點76.5℃,微溶于冷水,溶于熱水、乙醇。

回答下列問題

1)在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸,將a中的溶液加熱至100℃,緩緩滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升溫至130℃繼續(xù)反應。

①在裝置中,儀器b的作用是_______。

②儀器c的名稱是_________,其作用是_______。

③反應結束后與適量冷水混合,混合的操作是_______,與冷水混合的目的是______。

2)下列儀器中可用于分離苯乙酸粗品的是__________(填字母)。

A 分液漏斗 B 漏斗 C 燒杯 D 直形冷凝管 E 玻璃棒

3)提純苯乙酸的方法是:將苯乙酸粗產品加入到______進行溶解,然后_____,最后____。最終得到44g純品,則苯乙酸的產率是_______。

4)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后,加入CuOH2攪拌30min,過濾,濾液靜置一段時間,析出苯乙酸銅晶體,混合溶劑中乙醇的作用是__________。

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【題目】2-硝基-1,3-苯二酚由間苯二酚先磺化,再硝化,后去磺酸基生成。原理如下:

部分物質的相關性質如下:

名稱

性狀

熔點/℃

水溶性(常溫)

間苯二酚

白色針狀晶體

110.7

易溶

2-硝基-1,3-苯二酚

桔紅色針狀晶體

87.8

難溶

制備過程如下:

第一步:磺化。稱取一定質量的間苯二酚,碾成粉末放入燒瓶中,慢慢加入適量濃硫酸并不斷攪拌,控制溫度在一定范圍內反應 15 min(如圖 1)。

第二步:硝化。待磺化反應結束后將燒瓶置于冷水中,充分冷卻后加入“混酸”,控制溫度繼續(xù)攪15 min。第三步:蒸餾。將硝化反應混合物的稀釋液轉移到圓底燒瓶 B 中,然后用圖 2 所示裝置進行水蒸氣蒸餾,收集餾出物,得到 2-硝基-1,3-苯二酚粗品。

請回答下列問題:

1)磺化步驟中控制溫度最合適的范圍為(填字母)________。

a.30 ℃~60b.60 ℃~65c.65 ℃~70d.70 ℃~100

2)酚羥基鄰對位的氫原子比較活潑,均易被取代,請分析第一步磺化引入磺酸基基團(-SO3H)的作用是_______________________。

3)硝化步驟中制取“混酸”的具體操作是______________________。

4)下列說法正確的是_______________。

a 直型冷凝管內壁中可能會有紅色晶體析出

b2 中的冷凝管能用圖 1 中的冷凝管代替

c 燒瓶A中長玻璃管起穩(wěn)壓作用,既能防止裝置中壓強過大引起事故,又能防止壓強過小引起倒吸。

5)蒸餾步驟中,水蒸氣蒸餾的作用是__________________?赏ㄟ^________(填操作)進一步提純 2-硝基-1,3-苯二酚。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是

A.標準狀況下,11.2LCHC13中含有的氯原子數目為1.5NA

B.10.0g質量分數為46%的乙醇溶液與足量鈉反應產生的H2數目為0.05NA

C.常溫常壓下,124gP4中含σ鍵數目為4NA

D.1L1mol·L1NH4Cl溶液中加入氨水至中性,溶液中數目為NA

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