(18分)為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量,研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
(1)汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應(yīng):N2(g)+O2(g)2NO(g),是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。
①在T1、T2溫度下,一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時N2的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化如圖所示,根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)的△H__________0(填“>”或“<”)。

②在T3溫度下,向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1O2,50秒后達(dá)到平衡,測得NO的物質(zhì)的量為2mol,則該反應(yīng)的速率v (N2)=___________________。該溫度下,若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol,則達(dá)到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為____________。
(2)利用下圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2,用陰極排出的溶液可吸收NO2

①陽極的電極反應(yīng)式為_____________________。
②在堿性條件下,用陰極排出的溶液吸收NO2,使其轉(zhuǎn)化為無害氣體,同時有SO32生成。該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。
(3)一定條件下可用甲醇與CO反應(yīng)生成醋酸消除CO污染。常溫下,將a mol·L的醋酸與b molLBa(OH)2溶液等體積混合,充分反應(yīng)后,溶液中存在2c(Ba2)=c(CH3COO),則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=______________________(用含a和b的代數(shù)式表示)。

(1)① >     ②0.01 mol·L-1·s-1    14.3%
(2)①SO2 + 2H2O – 2e== SO42+ 4H    ②1:2 
(3)×10-7 mol·L-1 (不寫單位也給分)

解析試題分析:(1)①根據(jù)題給圖像判斷,一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時,溫度為T2時反應(yīng)先到達(dá)平衡,反應(yīng)速率大,溫度較高,即T2>T1;而溫度升高,氮氣的體積分?jǐn)?shù)減小,說明升高溫度平衡向逆向移動,升高溫度平衡向吸熱方向移動,故NO的分解反應(yīng)為放熱反應(yīng),則N2(g)+O2(g)2NO(g)為吸熱反應(yīng),△H>0;②利用三行式計算。
N2(g)+O2(g)2NO(g),
起始(mol/L):5        2.5             0
反應(yīng)(mol/L):0.5      0.5            1
平衡(mol/L):4.5        2             1
所以v (N2)=△c(N2)/△t=0.01 mol·L-1·s-1,平衡常數(shù)k=c2(NO)/c(N2)?c(O2)=1/4.5×2=1/9;
設(shè)N2轉(zhuǎn)化濃度為x,則
N2(g)+O2(g)2NO(g),
起始(mol/L):0.5       0.5              0
反應(yīng)(mol/L):x          x              2x
平衡(mol/L):0.5-x    0.5-x            2x
則4x2/(0.5—x)2=1/9;,解得x=1/14,N2的轉(zhuǎn)化率為1/14×0.5×100%=14.3%
(2)①根據(jù)題給裝置圖判斷,該裝置為電解池。二氧化硫被氧化為硫酸根,所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū),電極反應(yīng)式為SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+。②在堿性條件下,用陰極排出的溶液S2O42-吸收NO2,使其轉(zhuǎn)化為無害氣體,同時有SO32—生成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2+4S2O42-+8OH8SO32—+N2+4H2O,其中氧化劑為NO2,還原劑為S2O42-,物質(zhì)的量之比為1:2。(3)常溫下,將a mol·L—1的醋酸與b mol·L—1Ba(OH)2溶液等體積混合,發(fā)生的反應(yīng)為
2CH3COOH+Ba(OH)2(CH3COO)2Ba+2H2O,反應(yīng)后溶液中存在2c(Ba2)=c(CH3COO)="b" mol·L—1,根據(jù)電荷守恒知,c(H)=c(OH)=1×10—7 mol·L—1,溶液呈中性,則反應(yīng)后醋酸有剩余,混合溶液中剩余醋酸的濃度為(a—2b)/2 mol·L—1,電離常數(shù)Ka=c(CH3COO)c(H)/c(CH3COOH)=×10-7 mol·L-1。
考點:考查化學(xué)平衡圖像及平衡計算,電解原理應(yīng)用、氧化還原方程式的書寫,電離常數(shù)計算。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

向某密閉容器中加入0.15mol/L A、0.05mol/L C和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時間變化如下圖中甲圖所示[t0時c( B)未畫出,t1時增大到0.05mol/L]。乙圖為 t2時刻后改變反應(yīng)條件,平衡體系中正、逆反應(yīng)速率隨時間變化的情況。

(1)若t4時改變的條件為減小壓強,則B的起始物質(zhì)的量濃度為          mol/L;
該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=                     
(2)若t5時改變的條件是升溫,此時v(正) > v(逆),平衡常數(shù)K的值將        (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)若 t1= 15s,則t0~ t1階段以C 濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為v(C)=              
mol/L·s。t3時改變的某一反應(yīng)條件可能是       (選填序號)。
a.使用催化劑      b.增大壓強   c.增大反應(yīng)物濃度      d.降低產(chǎn)物濃度
(4)若A的物質(zhì)的量減少0.02mol時,容器與外界的熱交換總量為a kJ,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                                            。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

碘及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。解答下列與碘元素有關(guān)的試題:
(1)碘是人體中的微量元素之一,是一種智力元素。國家推廣“加碘食鹽”,其中一般加入的是KIO3,而不是KI。其原因是                               。
(2)常溫下,NH4I是一種固體,一定溫度下在密閉容器中發(fā)生下面的反應(yīng):
① NH4I(s)  NH3(g)  + HI(g)
② 2HI(g)  H2(g) + I2(g)
達(dá)到平衡時,縮小容器體積,增大體系壓強,混合氣體的顏色        (填“加深”或“變淺”或“不變”);達(dá)到平衡時,反應(yīng)②的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為           ;達(dá)到平衡時c(H2)=0.5mol/L,反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)為20,則 c (HI) =                。
(3)如圖,在粗試管中加入飽和的KI溶液,然后再加入苯,插入兩根石墨電極,接通直流電源。連接電源負(fù)極的電極為     極,電極反應(yīng)式為                 。通電一段時間后,斷開電源,振蕩試管,上層溶液為      色。

(4)已知Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3/L3。在盛有澄清的PbI2飽和溶液的試管中,滴加濃度為0.1mol/L的碘化鉀溶液,振蕩,可以觀察到溶液中有黃色渾濁產(chǎn)生,這些黃色渾濁的成分是          。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

T℃時,A、B、C三種氣體在反應(yīng)過程中的濃度變化如圖1所示,若保持其它條件不變,溫度分別為T1℃和T2℃時,B的濃度變化與時間的關(guān)系示意圖如圖2所示。

請回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是:                                 
(2)比較大小:
A和B的轉(zhuǎn)化率A          B,原因是                                            
溫度的高低T1          T2,判斷依據(jù)是                                           
(3)若其它條件不變,反應(yīng)進(jìn)行到(t1+10)min時,A的濃度為                

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在水溶液中橙紅色的Cr2O72-與黃色的CrO42-有下列平衡關(guān)系: Cr2O72- + H2O   2CrO42- + 2H+,把K2Cr2O7溶于水配成稀溶液是橙色。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈____色,因為                        
(2)向已加入NaOH溶液的(1)中再加入過量稀H2SO4,則溶液呈                 色, 因為                             
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4為黃色沉淀)則平衡        ,溶液顏色將                         。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(14分)工業(yè)上用硫碘開路循環(huán)聯(lián)產(chǎn)氫氣和硫酸的工藝流程如下圖所示:

回答下列問題:
(1)在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________。
(2)在膜反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng):2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定條件下密閉容器中加入l mol HI(g),  n(H2)隨時間(t)的變化如圖所示:

①該溫度下,反應(yīng)平衡常數(shù)K=_______,若升高溫度,K值將_______
(填“增大”、“減小”或“不變?’)。
②用化學(xué)平衡原理解釋使用膜反應(yīng)器及時分離出H2的目的是___________________
(3)電滲析裝置如下圖所示:

①結(jié)合電極反應(yīng)式解釋陰極區(qū)HIx轉(zhuǎn)化為HI的原理是______________________________
②該裝置中發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________
(4)上述工藝流程中循環(huán)利用的物質(zhì)是_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(16分)I、用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g)     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O(g)=H2O(1)    △H=-44.0 kJ·mol-l
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式____   。
II、開發(fā)新能源和三廢處理都是可持續(xù)發(fā)展的重要方面。
(1)由碳的氧化物贏接合成乙醇燃料已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。如采取以CO和H2為原料合成乙醇,化學(xué)反應(yīng)方程式:2CO(g)+4H2(g)-CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成乙醇:CO的轉(zhuǎn)化率(a)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達(dá)到的平衡狀態(tài),此時在A點時容器的體積為10L,則該溫度下的平衡常數(shù):K=____     ;
②若A、C兩點都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則白反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時間tA    tC(填 “>”、“<”或“=”)。
(2)日前工業(yè)上也可以用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,若將6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如右圖所示(實線)。
①若改變某一實驗條件再進(jìn)行兩次實驗,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示,曲線I對應(yīng)的實驗條件改變可能是       ,曲線II對應(yīng)的實驗條件改變可能是____  
②請在答題卷圖中繪出甲醇的物質(zhì)的量隨時間變化曲線。

III、用MnO2制KMnO4的工藝流程如圖:電解池中兩極材料均為碳棒,在水或酸性溶液中K2MnO4發(fā)生歧化而變成MnO2和KMnO4

①寫出240℃熔融時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式              ,投料時必須滿足n(KOH):n(MnO2              。
②陽極的電極反應(yīng)為                   
③B物質(zhì)是          (填化學(xué)式),可以循環(huán)使用的物質(zhì)是           (填化學(xué)式)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(13分)
Cl2是一種重要的化工原料。
(1)電解飽和NaCl溶液獲得Cl2的化學(xué)方程式是_______。
(2)為便于儲存,要將氯氣液化[ Cl2(g)  Cl2(l) ],應(yīng)采取的措施是_______(寫出一條即可)。
(3)液氯儲存區(qū)貼有的說明卡如下(部分):

危險性

儲運要求
遠(yuǎn)離金屬粉末、氨、烴類、醇更物質(zhì);設(shè)置氯氣檢測儀
泄漏處理
NaOH、NaHSO3溶液吸收
包裝
鋼瓶
   ① 用離子方程式表示“泄漏處理”中NaHSO3溶液的作用_______。
② 若液氯泄漏后遇到苯,在鋼瓶表面氯與苯的反應(yīng)明顯加快,原因是       。
③ 氯氣含量檢測儀工作原理示意圖如下:
 
Cl2在Pt電極放電的電極反應(yīng)式是_______。
(4)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求液氯含水量(以1 g氯氣含水的質(zhì)量計)<0. 4 mg,含水量超標(biāo)會嚴(yán)重腐蝕鋼瓶。液氯含水量的測定裝置如下圖所示:

(已知:P2O5 + 3H2O = 2H3PO4;Cl2與P2O5不反應(yīng)。)
① 用離子方程式說明c裝置的作用_______。
② 檢測液氯的含水量,根據(jù)上圖,需要測定的數(shù)據(jù)是_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題

碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。
(1)真空碳熱還原—氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)   △H=a kJ·mol-1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g) △H=b kJ·mol-1
反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=     kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示);
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1。在T1℃時,反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:

             時間(min)
濃度(mol/L)
 
0
 
10
 
20
 
30
 
40
 
50
 
NO
 
1.00
 
0.68
 
0.50
 
0.50
 
0.60
 
0.60
 
N2
 
0
 
0.16
 
0.25
 
0.25
 
0.30
 
0.30
 
CO2
 
0
 
0.16
 
0.25
 
0.25
 
0.30
 
0.30
 
 
①0~10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=       ,T1℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=        ;
②30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是       (填字母編號)。
a.通入一定量的NO            b.加入一定量的活性炭
c.加入合適的催化劑           d.適當(dāng)縮小容器的體積   
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q         0(填“>”或“<”)。
④在恒容條件下,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是        (填選項編號)。
a.單位時間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時消耗n mol CO2(g) 
b.反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變
c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
d.反應(yīng)體系的壓強不再發(fā)生改變
(3)鋁電池性能優(yōu)越,Al—Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如下圖所示:

請寫出該電池正極反應(yīng)式            ;常溫下,用該化學(xué)電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=        (不考慮溶液體積的變化)。

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