空氣質(zhì)量與我們的健康息息相關(guān),目前我國通過監(jiān)測6項污染物的質(zhì)量濃度來計算空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI),SO2、NO2和CO是其中3項中的污染物。
(1)上述3種氣體直接排入空氣后會引起酸雨的氣體有                        (填化學式)。
(2)早期人們曾經(jīng)使用鉛室法生產(chǎn)硫酸,其主要反應(yīng)為:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH=a kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)    ΔH=b kJ·mol-1
則SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)  ΔH=               kJ·mol-1。
②一定溫度下,向固定體積為2 L的密閉容器中充入SO2和NO2各1 mol,發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列事實中不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是         (選填序號)。
a.體系壓強保持不變          b.混合氣體的顏色保持不變
c.NO的物質(zhì)的量保持不變    d.每生成1 mol SO3的同時消耗1 mol NO2
③測得②中反應(yīng)5 min末到達平衡,此時容器中NO與NO2的體積比為3︰1,則這段時間內(nèi)SO2的反應(yīng)速率υ(SO2)=               ,此反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=                          。
(3)甲醇日趨成為重要的有機燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反應(yīng)的化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。今在一容積可變的密閉容器中,充有10 mol CO和20 mol H2,用于合成甲醇。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(P)的關(guān)系如圖所示:

①上述合成甲醇的反應(yīng)為                 反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。
②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為                     。
③若將達到平衡狀態(tài)A時生成的甲醇用于構(gòu)成甲醇一氧氣燃料電池,電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液,則該電池工作時正極的電極反應(yīng)式為                                                  ,理論上通過外電路的電子最多為                       mol。

(1)(2分) SO2、NO(2)(8分)①   ②ad   ③0.075mol/(L?min)  9
(3)(6分)①放熱(1分) ②Ka=Kb>KC(1分) ③O2 + 2H2O + 4e=4OH(2分) 30(2分)

解析試題分析:(1)SO2和NO2排入大氣中最終分別變?yōu)榱蛩岷拖跛,從而形成酸雨。CO不能形成酸雨。
(2)①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)    ΔH=a kJ·mol-1、2NO(g)+O2(g)2NO2(g)    ΔH=b kJ·mol-1,則根據(jù)蓋斯定律可知前者減去后者即得到反應(yīng)2SO2(g)+2NO2(g)2SO3(g)+
2NO(g),因此反應(yīng)SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)  ΔH=kJ·mol-1。
②在一定條件下,當可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學平衡狀態(tài),據(jù)此可以判斷。A、根據(jù)反應(yīng)式可知,反應(yīng)前后氣體的體積不變,因此壓強始終是不變,則體系壓強保持不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);b、顏色的深淺與NO2的濃度有關(guān)系,所以當混合氣體的顏色保持不變時,則說明NO2的濃度不再發(fā)生變化,因此反應(yīng)達到平衡狀態(tài);c、NO的物質(zhì)的量保持不變說明正逆反應(yīng)速率相等,達到平衡狀態(tài);d、每生成1 mol SO3的同時,一定消耗1 molNO2,因此該關(guān)系是始終成立的,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),答案選ad。
③             SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始量(mol)   1       1           0        0
轉(zhuǎn)化量(mol)   x       x           x        x
平衡量(mol)  1-x   1-x          x        x
由于平衡時容器中NO與NO2的體積比為3︰1
則3-3x=x
解得x=0.75mol
所以平衡時消耗SO2的濃度是0.75mol÷2L=0.375mol/L
則這段時間內(nèi)SO2的反應(yīng)速率υ(SO2)=0.375mol/L÷5min=0.075mol/(L?min)
由于反應(yīng)前后體積不變,所以可以用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)
則此反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K==9
(3)①根據(jù)圖像可知,在壓強不變的條件下,隨著溫度的升高,CO的轉(zhuǎn)化率降低。這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng)。
②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,A和B兩點溫度相同,則平衡常數(shù)相等。升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)減小,所以三點平衡常數(shù)的大小關(guān)系是Ka=Kb>KC。
③原電池中負極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。所以在燃料電池中燃料在負極通入,氧氣或空氣在正極通入。由于電解質(zhì)是氫氧化鉀溶液,顯堿性,所以正極電極反應(yīng)式為O2 + 2H2O + 4e=4OH;根據(jù)圖像可知A點CO的轉(zhuǎn)化率是0.5,則平衡常數(shù)生成甲醇的物質(zhì)的量是10mol×0.5=5mol。甲醇中碳元素的化合價是-2價,反應(yīng)后被氧化為+4價,失去6個電子,所以5mol甲醇反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是5mol×6=30mol。
考點:考查酸雨的形成、蓋斯定律、反應(yīng)速率和平衡常數(shù)計算、平衡狀態(tài)判斷、外界條件對平衡狀態(tài)的影響以及電化學原理的應(yīng)用與計算

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

甲醇是一種重要的化工原料。甲醇與水蒸氣催化重整可獲得清潔能源,具有廣泛的應(yīng)用前景,F(xiàn)有如下實驗,在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CH3OH和1molH2O,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下表所示。 

時間
物質(zhì)
0 min
10 min
30 min
60 min
70 min
CO2(mol/L)
0
0.2
0.6
0.8
0.8
CH3OH(mol/L)
1.0
0.8
0.4
0.2
0.2
 
①已知:CH3OH (g)+ O2 (g) CO2(g) + 2H2 (g) ?H1= —192.9kJ/mol 
H2(g)+O2 (g) H2 O(g) ?H2= —120.9kJ/mol 
則甲醇與水蒸氣催化重整反應(yīng)的焓變△H3=_____                    。 
②10~30 min內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=___________mol/(L·min)。 
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=__________________。 
④下列措施中能使平衡時n(CH3OH)/n(CO2)減小的是(雙選)___________。 
A.加入催化劑               B.恒容充入He(g),使體系壓強增大 
C.將H2(g)從體系中分離     D.再充入1molH2
(2)甲醇在催化劑條件下可以直接氧化成甲酸。 
①在常溫下,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液過程中,當混合液的pH=7時,所消耗的V(NaOH)___(填“<”或“>”或“=”) 20. 00 mL。 
②在上述滴定操作中,若將甲酸換成鹽酸,請在圖中的相應(yīng)位置畫出相應(yīng)的滴定曲線。(1滴溶液約0.04mL) 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

銅單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科研中有重要作用。
(1)已知:2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H=-292kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
請寫出用足量炭粉還原CuO(s)制備Cu2O(s)的熱化學方程式:                                                                  ;
(2)現(xiàn)用氯化銅晶體(CuCl2·2H2O,含氯化亞鐵雜質(zhì))制取純凈的CuCl2·2H2O。先將其制成水溶液,后按如圖步驟進行提純:

已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH見下表

金屬離子
Fe3+
Fe2+
Cu2+
氫氧化物開始沉淀時的pH
1.9
7.0
4.7
氫氧化物完全沉淀時的pH
3.2
9.0
6.7
 
請回答下列問題:
①現(xiàn)有氧化劑NaClO、H2O2、KMnO4,X加哪種好,為什么?                         
該反應(yīng)的離子方程式為                        。
②溶液II中除Cu2+外,還有     金屬離子,如何檢驗其存在             。
③物質(zhì)Y不能為下列的           
a.CuO  b.Cu(OH)2  c.CuCO3  d.Cu2(OH)2CO3    e.CaO   f.NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸鈣,產(chǎn)生的現(xiàn)象是              。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

氨有著廣泛的用途,可用于化肥、硝酸、合成纖維等工業(yè)生產(chǎn)。
(1)根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)可生成氨氣:

該反應(yīng)在固定體積的密閉容器中進行,有關(guān)說法正確的是_____________(填序號字母)。

A.反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時,
B.反應(yīng)達到平衡后,
C.體系的總壓強不變,說明反應(yīng)已達平衡
D.混合氣體的密度保持不變,說明反應(yīng)已達平衡
(2)液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被研究人員重視。它在安全性、價格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢。氨在燃燒試驗機中相關(guān)的反應(yīng)有:
   ①
 ②
   ③
請寫出上述三個反應(yīng)中、三者之間關(guān)系的表達式,=_________。
(3)工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)是: 
①升高溫度,反應(yīng)的K值減小,則Q______(填“>”、“<”或“=”)0。
②若反應(yīng)起始的物質(zhì)的量相同,下列關(guān)系圖錯誤的是________(填序號)。

③在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)部分物質(zhì)的濃度如下表:
時間/濃度








起始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
a
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
反應(yīng)在第2 min到第4 min時,O2的平均反應(yīng)速率為________。
反應(yīng)在第2 min時改變了條件,改變的條件可能是______________________________。
該條件下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

化學反應(yīng)中既有物質(zhì)變化,又有能量變化,釋放或吸收熱量是化學反應(yīng)中能量變化的主要形式之一。已知C(石墨)、H2(g)燃燒的熱化學方程式分別為:
① C(石墨)+O2(g)=CO(g)   ="-111.0" KJ·mol-1
② H2(g)+ O2(g) =H20(g)   ="-242.0" kJ·mol-1
③ C(石墨)+O2(g)=CO2(g)     ="-394.0" kJ·mol-1    
請解答下列問題:    
(1)化學反應(yīng)中有能量變化的本質(zhì)原因是反應(yīng)過程中有         的斷裂和形成。上述三個反應(yīng)都是          (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)在熱化學方程式中,需要標明反應(yīng)物及生成物的狀態(tài)的原因是                                                 ;在①中,02的化學計量數(shù)“1/2”是表示     (填字母)。
a.分子個數(shù)    b.物質(zhì)的量    c.氣體的體積
(3)反應(yīng)2H20(g)=2H2(g)+02(g)的=        KJ·mol-1。
(4)若C(金剛石)+02(g)=C02(g)的="-395.0" kJ·mol-1,則穩(wěn)定性:金剛石         (填“>”、“<”或“=”)石墨。
(5)已知形成H20(g)中的2 mol H-O鍵能放出926.0 kJ的能量,形成1 mol 02(g)中的共價鍵能放出498.0 kJ的能量,則斷裂1 mol H2(g)中的H-H鍵需要的能量         KJ。
(6)工業(yè)制氫氣的一個重要途徑是用CO(g)與H2O(g)反應(yīng)生成C02(g)和H2(g),則該反應(yīng)的熱化學方程式是                                                    。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題


氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位。
(1)工業(yè)合成氨時,合成塔中每產(chǎn)生1 mol NH3,放出46.1 kJ的熱量。
① 工業(yè)合成氨的熱化學方程式是        。
② 已知:
N2 (g)2N (g)
H2 (g)2H (g)
則斷開1 mol N-H鍵所需的能量是_______kJ。
(2)下表是當反應(yīng)器中按n(N2):n(H2)=1:3投料后,在200℃、400℃、600℃下,反應(yīng)達到平衡時,混合物中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)隨壓強的變化曲線。

① 曲線a對應(yīng)的溫度是       。
② 關(guān)于工業(yè)合成氨的反應(yīng),下列敘述正確的是      (填字母)。
A. 及時分離出NH3可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率
B. 加催化劑能加快反應(yīng)速率且提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率
C. 上圖中M、N、Q點平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③ M點對應(yīng)的H2轉(zhuǎn)化率是       。
(3)氨是一種潛在的清潔能源,可用作堿性燃料電池的燃料。電池的總反應(yīng)為:
4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g)。
則該燃料電池的負極反應(yīng)式是       。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

以下是一些物質(zhì)的熔沸點數(shù)據(jù)(常壓):

 


Na2CO3
金剛石
石墨
熔點(℃)
63.65
97.8
851
3550
3850
沸點(℃)
774
882.9
1850(分解產(chǎn)生CO2
----
4250
 
金屬鈉和CO2在常壓、890℃發(fā)生如下反應(yīng):4 Na(g)+ 3CO2(g) 2 Na2CO3(l)+  C(s,金剛石) △H=-1080.9kJ/mol
(1)若反應(yīng)在10L密閉容器、常壓下進行,溫度由890℃升高到1860℃,若反應(yīng)時間為10min, 金屬鈉的物質(zhì)的量減少了0.2mol,則10min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率為                 
(2)高壓下有利于金剛石的制備,理由是                                            。
(3)由CO2(g)+ 4Na(g)=2Na2O(s)+ C(s,金剛石) △H=-357.5kJ/mol;則Na2O固體與C(金剛石)反應(yīng)得到Na(g)和液態(tài)Na2CO3(l)的熱化學方程式                     。
(4)下圖開關(guān)K接M時,石墨電極反應(yīng)式為                           。

(5)請運用原電池原理設(shè)計實驗,驗證Cu2、Ag+氧化性的強弱。
在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖,要求用燒杯和鹽橋(在同一燒杯中,
電極與溶液含相同的金屬元素),并標出外電路電子流向。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng)所致:
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH,已知該反應(yīng)在 T ℃時,平衡常數(shù)K=9.0。
請回答:
(1)已知:N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH1     2NO2(g) O2+2NO(g) ΔH2  ΔH=             (用含ΔH1、ΔH2的表達式表示);
(2)某溫度下,向2 L的密閉容器中充入N2和O2各1 mol,5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5 mol,則NO的反應(yīng)速率                ;
(3)假定該反應(yīng)是在恒容條件下進行,下列能判斷該反應(yīng)已達到平衡的是________;

A.消耗1 mol N2同時生成1 mol O2
B.混合氣體密度不變
C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變
D.2v(N2)=v(NO)
(4)下圖是反應(yīng)N2(g)+O2(g) 2NO(g)的“K-T”、“c(NO)-t”圖,由圖A可以推知該反應(yīng)為        反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。由圖B可知,與a對應(yīng)的條件相比,b改變的條件可以是        ;

(5)T ℃時,某時刻測得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為0.20 mol·L-1、0.20mol·L-1和0.50mol·L-1,此時反應(yīng)N2(g)+O2(g) 2NO(g)________________(填“處于化學平衡狀態(tài)”、“向正反應(yīng)方向進行”或“向逆反應(yīng)方向進行”),平衡時,N2在混合氣體的體積百分數(shù)為多少?(在答題卡上寫出具體計算過程,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

2012年始,霧霾天氣無數(shù)次肆虐家鄉(xiāng)邯鄲。其中,燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)!鱄<0
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達式                        
②若該反應(yīng)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(yīng)在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是               (填代號)。

(2)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:Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H=-56.9 kJ/mol
Ⅲ H2O(g) = H2O(l)  ΔH = -44.0 kJ/mol
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式:                   。
(3)甲烷燃料電池可以提升能量利用率。下圖是利用甲烷燃料電池電解100mL1mol/L食鹽水,電解一段時間后,收集到標準狀況下的氫氣2.24L(設(shè)電解后溶液體積不變).
①甲烷燃料電池的負極反應(yīng)式:                                          。
②電解后溶液的pH=        (忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng))
③陽極產(chǎn)生氣體的體積在標準狀況下是       L

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