【題目】霧霾天氣肆虐給人類健康帶來了嚴重影響.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)+2CO2CO2(g)+N2(g)△H<O
①反應的速率時間罔像如圖1所示.若其他條件不變,僅在反應前加入合適的催化劑,其速率時間圖象如圖2所示.以下說法正確的是 (填對應字母).
A.a(chǎn)1>a2
B.b1<b2
C.t1>t2
D.圖2中陰影部分面積更大
E.圖1中陰影部分面積更大
②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:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)△H=﹣56.9kJ/mol H2O(g)=H2O(l)△H=﹣44.0kJ/mol
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式: .
(3)CH4和H2O(g) 在催化劑表面發(fā)生反應CH4+H2OCO+3H2,該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)如表:
溫度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常數(shù) | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①該反應是 反應(填“吸熱”或“放熱”).
②T℃時,向1L密閉容器中投人l mol CH4和l mol H2O(g),平衡時c(CH4)=0.5mol/L,該溫度下反應CH4+H2OCO+3H2的平衡常數(shù)K= .
(4)甲烷燃料電池可以提升能量利用率.如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(設電解后溶液體積不變).
①甲烷燃料電池的負極反應式:
②電解后溶液的pH= (忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應)
③陽極產(chǎn)生氣體的體積在標準狀況下是 L.
【答案】(1)①BC;②BD;
(2)CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=﹣898.1kJ/mol;
(3)吸熱;②K===6.75;
(4)CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+;②14;③1.68。
【解析】
試題分析:(1)①使用催化劑,只加快反應速率,達到平衡所用時間少,因此a1<a2,b2>b1,t1>t2,催化劑對化學平衡無影響,兩個陰影面積相等,故選項BC正確;②A、正反應是放熱反應,容器是絕熱容器,隨著反應進行,溫度升高,反應速率增大,當達到平衡反應速率不再改變,但根據(jù)圖像t1時刻后,反應速率還在改變,說明t1時刻沒有達到平衡,故錯誤;B、t1時刻,不再改變,說明反應達到平衡,故正確;C、t1時刻,達到平衡,物質(zhì)的量不再改變,但根據(jù)圖像,t1時刻后,物質(zhì)的量還在發(fā)生變化,說明沒有達到平衡,故錯誤;D、根據(jù)化學平衡狀態(tài)的定義,達到平衡,體積分數(shù)不再改變,根據(jù)圖像,t1時刻達到平衡,故正確;(2)①CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),②2NO2(g)N2O4(g),③H2O(g)=H2O(l),CH4+N2O4=N2+2H2O+CO2,因此是①-②+3×③,得出: CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=﹣898.1kJ/mol;(3)①化學平衡常數(shù)只受溫度的影響,根據(jù)表格數(shù)據(jù),隨著溫度的升高,平衡常數(shù)增大,說明向正反應方向進行,即正反應是吸熱反應;
② CH4+H2OCO+3H2
起始:1 1 0 0
變化:x x x 3x
平衡:1-x 1-x x 3x,
根據(jù)甲烷的濃度求出x=0.5,K=c3(H2)×c(CO)/[c(H2O)×C(CH4)]= =6.75;(4)①環(huán)境是酸性,因此負極反應式為CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+;② 電解飽和食鹽水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,100×10-3×1molNaCl全部電解,產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為0.05mol,電解完NaCl后,電解一部分水,2H2O2H2↑+O2↑,產(chǎn)生n(OH-)=0.05×2mol=0.1mol ,c(OH-)=0.1×100×10-3mol·L-1=1,則c(H+)=10-14mol·L-1,即pH=14;③根據(jù)②的分析,陽極上產(chǎn)生氣體的體積為(0.05+0.05/2)×22.4L=1.68L。
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【題目】14C可用于考古,“14”是指( )
A.質(zhì)量數(shù)
B.核外電子數(shù)
C.中子數(shù)
D.質(zhì)子數(shù)
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【題目】工業(yè)上用粗鹽(含Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì))為主要原料采用“侯氏制堿法”生產(chǎn)純堿和化肥NH4Cl,工藝流程如下圖所示。下列有關說法正確的是
A.對粗鹽溶液除雜可依次加入NaOH、Na2CO3、BaCl2,再加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH
B.飽和食鹽水中先通入的氣體為CO2
C.流程圖中的“系列操作”若在實驗室中進行,一定需要玻璃棒
D.如圖所示裝置可以比較Na2CO3和NaHCO3晶體的熱穩(wěn)定性
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【題目】下列幾種物質(zhì)都是中學化學常見的酸,在相同條件下,酸性最強的是
A. H2CO3 B. H2SiO3 C. H3PO4 D. H2SO4
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【題目】詩句“春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干”中絲和淚分別指( )
A.纖維素 油脂 B.蛋白質(zhì) 烴類 C.淀粉 油脂 D.蛋白質(zhì) 油脂
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【題目】碳、氮、硫是中學化學重要的非金屬元素,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用.
(1)用于發(fā)射“天宮一號”的長征二號火箭的燃料是液態(tài)偏二甲肼(CH3)2N-NH2,氧化劑是液態(tài)四氧化二氮.二者在反應過程中放出大量能量,同時生成無毒、無污染的氣體.已知室溫下,0.1mol燃料完全燃燒釋放出的能量為255kJ,請寫出該反應的熱化學方程式__ ;
(2)298K時,在2L的密閉容器中,發(fā)生可逆反應2NO2(g)N2O4(g)△H=-a kJmol-1 (a>0).N2O4的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖1.達平衡時,N2O4的濃度為NO2的2倍,回答下列問題.
① 298k時,該反應的平衡常數(shù)為___________;②若反應在398K進行,某時刻測得n(NO2)=0.6mol,n(N2O4)=1.2mol,則此時V(正)_ _V(逆)(填“>”、“<”或“=”).
③在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖3所示。下列說法正確的是___________
a.A、C兩點的反應速率:A>C
b.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B=C
c.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
d.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
(3)NH4HSO4在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛.現(xiàn)向100mL 0.1molL-1NH4HSO4溶液中滴加0.1molL-1NaOH溶液,得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關系曲線如圖2所示.試分析圖中a、b、c、d、e五個點,①水的電離程度最大的是___________,②其溶液中c(OH-)的數(shù)值最接近NH3H2O的電離常數(shù)K數(shù)值的是___________。
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