【題目】霧霾天氣頻繁出現(xiàn),嚴(yán)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(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等。因此,對(duì)PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測(cè)試樣。

若測(cè)得該試樣所含水溶性無(wú)機(jī)離子的化學(xué)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(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH=_________

(2)汽車(chē)尾氣中NOx和CO的生成:

①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0恒溫,恒容密閉容器中,下列說(shuō)法中能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____

A.混合氣體的密度不再變化 B.混合氣體的平均分子量不再變化

C.N2、O2、NO的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2 D.氧氣的百分含量不再變化

②汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO,2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知該反應(yīng)的△H>0,則該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)______________(填“能”或“不能”)

(3)為減少SO2的排放,常采取的措施有:

①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:

H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1

C(s)+1/2O2(g) =CO(g)△H =-110.5kJ·mol-1

寫(xiě)出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___________________。

②洗滌含SO2的煙氣。

(4)汽車(chē)尾氣凈化的主要原理:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g);△H<0,若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填序號(hào))。(如圖中v、K、n、w分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù))

車(chē)輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住敝弧;钚蕴靠商幚泶髿馕廴疚颪O。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設(shè)無(wú)雜質(zhì))。一定條件下生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1℃和T2℃時(shí),測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量(n/mol)如下表:

物質(zhì)

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(xiě)出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________;

(2)計(jì)算上述反應(yīng)T1℃時(shí)的平衡常數(shù)K1=__________________;若T1<T2,則該反應(yīng)的△H__________________0(填“>”、“<”或“=”)。

(3)上述反應(yīng)T1℃時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡后再通入0.1molNO氣體,則達(dá)到新化學(xué)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為________;

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

【解析】

1)根據(jù)表格提供的離子可知,NH4 水解導(dǎo)致試樣溶液呈酸性,再根據(jù)電荷守恒可知,c(K)+c(NH4 )+c(Na)+c(H)=2c(SO42-)+c(Cl)+c(NO3-),將表格中的數(shù)據(jù)代入得H+離子濃度為10-4,則PH值為4。

2在恒容密閉容器中,混合氣體的質(zhì)量和體積始終不變,混合氣體的密度也始終不變,密度不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的判據(jù),A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)是氣體體積不變的可逆反應(yīng),根據(jù)M=質(zhì)量/n,則混合氣體的平均分子量始終不變,不能作為達(dá)到平衡的判據(jù),B項(xiàng)錯(cuò)誤;N2、O2、NO的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2不能說(shuō)明反應(yīng)各物質(zhì)的濃度保持不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氧氣的百分含量不再變化,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)正確;答案選D。

化學(xué)反應(yīng)2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一個(gè)熵減、吸熱的反應(yīng),則△H-T△S>0,所以該設(shè)想不能實(shí)現(xiàn)。

3)已知:①H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) H=241.8kJ·mol-1C(s)+1/2O2(g) =CO(g) H =-110.5kJ·mol-1,利用蓋斯定律,將②-①可得Cs+H2Og=COg+H2g△H=-110.51kJmol-1--241.81kJmol-1=+13l.3 kJmol-1,所以焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJmol-1

4)可逆反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率不再變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該物質(zhì)的濃度在化學(xué)平衡時(shí)保持不變,所以K不再變化,B項(xiàng)正確;對(duì)于恒容容器而言,各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡時(shí)NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變,D項(xiàng)正確,答案選BD。

5由表中數(shù)據(jù)可知,C、NO、EF的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.0400.0800.0400.040 =1211,反應(yīng)中C被氧化,結(jié)合原子守恒可知,生成物為N2CO2,且該反應(yīng)為可逆反應(yīng),則反應(yīng)方程式為C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)

從表中數(shù)據(jù)可知T1時(shí)的平衡濃度c(NO)=0.004mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.008 mol/L,則T1時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1=0.008×0.008÷(0.004×0.004)=4;從T1T2NO的濃度增大,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),若T1T2,升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),則該反應(yīng)的正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),則△H < 0。

T1時(shí),K=4,設(shè)NO的轉(zhuǎn)化率為x,根據(jù)三段式解答:

C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)

起始濃度 0.04 0 0

變化濃度 0.04x 0.02x 0.02x

平衡濃度 0.04-0.04x 0.02x 0.02x

K=[0.02x×0.02x]÷[(0.04-0.04x)×(0.04-0.04x)=4,解得x=0.8,即達(dá)到新的平衡時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率為80%。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】請(qǐng)根據(jù)題目要求回答以下問(wèn)題:

(1)CuSO4·5H2O的摩爾質(zhì)量是________; 0.1mol CH4含有的氫原子數(shù)為____; 0.2 mol·L-1的 AlCl3溶液中Cl的物質(zhì)的量濃度是________

(2)現(xiàn)有以下物質(zhì):①NaCl ②氯水③醋酸 ④HCl ⑤酒精(C2H5OH)⑥CaCO3⑦Ba(OH)2屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是__________,屬于弱電解質(zhì)的是_______。(填序號(hào))

寫(xiě)出Ba(OH)2的電離方程式_________________________,

寫(xiě)出④與⑥反應(yīng)的離子方程式____________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙、丙、丁、戊五種物質(zhì)中,甲、乙、丙中均含有某種相同的元素,它們之間具有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物已略去)。下列有關(guān)物質(zhì)的推斷不正確的是( )

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W、R五種元素,原子序數(shù)依次增大。五種元素中,僅R為金屬元素,其原子序數(shù)為27。X價(jià)電子排布式為nsnnpn,元素Z基態(tài)原子s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等,W與其它四種元素能層數(shù)不同,且未成對(duì)電子數(shù)目為1個(gè)。

根據(jù)判斷出的元素回答下列問(wèn)題:

(1)基態(tài)R原子核外電子排布式為 ,X、Y、Z三種原子第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span> (用具體元素符號(hào)表示)。

(2)1mol配合物[R(XY)6]4中含有σ鍵的數(shù)目為 。

(3)XZW2是一種高毒類(lèi)物質(zhì),結(jié)構(gòu)與甲醛相似,X原子雜化方式為 ,沸點(diǎn)高于甲醛的主要原因是

(4)YW3黃色、油狀、具有刺激性氣味的液體,該分子的立體構(gòu)型為 (用文字描述)。

(5)某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則該化合物的化學(xué)式為 (R、Z用具體元素符號(hào)表示)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某課外興趣小組進(jìn)行電解原理的實(shí)驗(yàn)探究,做了如下的實(shí)驗(yàn):以銅為電極,按如圖所示的裝置電解飽和食鹽水。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:接通電源30 s內(nèi),陽(yáng)極附近出現(xiàn)白色渾濁,之后變成橙黃色渾濁,此時(shí)測(cè)定溶液的pH約為10。一段時(shí)間后,試管底部聚集大量紅色沉淀,溶液仍為無(wú)色。

查閱資料:

物質(zhì)

氯化銅

氧化亞銅

氫氧化亞銅(不穩(wěn)定)

氯化亞銅

顏色

固體呈棕色,濃溶液呈綠色,稀溶液呈藍(lán)色

紅色

橙黃色

白色

※ 相同溫度下CuCl的溶解度大于CuOH。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A. 反應(yīng)結(jié)束后最終溶液呈堿性 B. 陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:2H2O + 2e == H2+ 2OH

C. 電解過(guò)程中氯離子移向陽(yáng)極 D. 試管底部紅色的固體具有還原性

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定溫度下,在2 L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(s)2B(g)xC(g) ΔH<0B、C的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1,達(dá)平衡后在t1t2、t3、t4時(shí)都只改變了一種條件,逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2。

下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )

A. x2,反應(yīng)開(kāi)始2 min內(nèi),v(B)0.1 mol/(L·min)

B. t1時(shí)改變的條件是降溫,平衡逆向移動(dòng)

C. t2時(shí)改變的條件可能是增大c(C),平衡時(shí)B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大

D. t3時(shí)可能是減小壓強(qiáng),平衡不移動(dòng);t4時(shí)可能是使用催化劑,c(B)不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有四種物質(zhì)的溶液:①Ba(OH)2、②Na2SO4、③HNO3、④CuCl2 , 不用其他試劑就可將它們逐一鑒別出來(lái),其鑒別順序是(
A.④①②③
B.①③④②
C.④③②①
D.①④②③

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】生活離不開(kāi)柴米油鹽醬醋茶,以下有關(guān)說(shuō)法正確的是

A. 柴草是目前主要的新能源 B. 用汽油清洗衣物上的油漬利用了乳化原理

C. 加碘食鹽中加入了I2 D. 食醋可用于清洗熱水瓶中的水垢

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【題目】下列說(shuō)法正確的是

A. 乙烷和乙醇是同系物

B. 苯和甲苯都屬于飽和烴

C. 有機(jī)化合物一定含有碳元素

D. 含有碳元素的化合物一定是有機(jī)化合物

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