【題目】Ⅰ 當(dāng)溫度高于500 K時,科學(xué)家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇,這在節(jié)能減排、降低碳排放方面具有重大意義;卮鹣铝袉栴}:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________;
(2)在恒容密閉容器中,判斷上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。
a.CO2與乙醇的濃度之比不再改變
b.單位時間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比為3∶1
c.H2的體積分數(shù)保持不變
d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
(3)在一定壓強下,測得由CO2制取乙醇的實驗數(shù)據(jù)中,起始投料比、溫度與CO2的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析:
①升高溫度,平衡向________(正或逆)反應(yīng)方向移動。
②在700 K、起始投料比=1.5時,H2的體積分數(shù)為________(保留小數(shù)點后一位)。
③在500 K、起始投料比=2時,達到平衡后乙醇的濃度為a mol·L-1,則達到平衡時H2的濃度為________(保留小數(shù)點后兩位)。
Ⅱ 汽車尾氣中含有NO、CO和碳顆粒等有害物質(zhì),已成為某些大城市空氣的主要污染源。
(1)汽車燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因為(可逆反應(yīng),用化學(xué)方程式表示)________________________________,且汽缸內(nèi)溫度越高,單位時間內(nèi)NO排放量越大,試分析其原因____________________。
(2)治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉(zhuǎn)化為無害的CO2和N2,反應(yīng)原理:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小組在三個容積均為5L的恒容密閉容器中,分別充入0.2molNO和0.2molCO,在三種不同實驗條件下進行上述反應(yīng)(體系各自保持溫度不變),反應(yīng)體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
①計算實驗Ⅱ從開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v(NO)=________________。
②圖中三組實驗從開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v(NO)由小到大的順序為________(填序號)。
③與實驗Ⅱ相比,實驗Ⅰ和實驗Ⅲ分別僅改變一種反應(yīng)條件,所改變的條件為:實驗Ⅰ_______________________________;實驗Ⅲ_______________________。
④三組實驗中CO的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)、αⅢ(CO)的大小關(guān)系為______________。判斷依據(jù)為__________________________________________。
【答案】 2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O acd 逆 42.9% 0.67a mol·L-1 N2+O22NO 溫度升高,反應(yīng)速率加快 8.75×10-4mol·L-1·min-1 Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ 升高溫度 加催化劑 αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO) II、III相比,平衡不移動,αⅡ(CO)=αⅢ(CO),I、II相比,I中溫度高,升高溫度平衡逆向移動,αⅢ(CO)>αⅠ(CO),則轉(zhuǎn)化率αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)
【解析】分析:I.(1).根據(jù)題目信息判斷反應(yīng)物為CO2和H2,產(chǎn)物為乙醇和水,據(jù)此寫出化學(xué)方程式;(2).可逆反應(yīng)達到平衡時,正逆反應(yīng)速率相等,各組分的濃度、百分含量等不變;(3). ①.據(jù)圖可知,橫坐標為投料比,縱坐標為CO2的轉(zhuǎn)化率,曲線為等溫線,則相同投料比時,溫度越低,對應(yīng)CO2的轉(zhuǎn)化率越大;②.在700K,起始投料比為1.5時,CO2的轉(zhuǎn)化率為20%,求出氫氣的變化量,進而計算氫氣的體積分數(shù);③.在500K,起始投料比為2時,CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,根據(jù)三段式法計算氫氣的轉(zhuǎn)化率為90%,再根據(jù)達到平衡后乙醇的濃度為a mol·L-1,進而求出平衡時H2的濃度。
II.(1). 氮氣與氧氣在高溫下反應(yīng)生成NO;溫度升高,反應(yīng)速率加快;(2). ①.結(jié)合圖象并利用三段式法計算出平衡時各組分物質(zhì)的量,恒溫恒容條件下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,據(jù)此列方程計算;②.反應(yīng)速率越快,到達平衡所需的時間越短;③.對比II和I可知,I到達平衡時間縮短且起始壓強增大,對比II和III可知,平衡時壓強不變,III到達平衡時間縮短,改變條件使反應(yīng)速率加快且平衡不發(fā)生移動;④.根據(jù)③中分析的條件改變,判斷I、III相對II發(fā)生的平衡移動,進而判斷轉(zhuǎn)化率。
詳解:I.(1). 當(dāng)溫度高于500K時,科學(xué)家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O,故答案為:2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O;
(2). a.CO2與乙醇的濃度之比不再改變,說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故a正確;b.根據(jù)反應(yīng)方程式可知,單位時間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比始終為3∶1,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故b錯誤;c.H2的體積分數(shù)保持不變,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故c正確;d.該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等的可逆反應(yīng),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故d正確;答案選:acd;
(3). ①.據(jù)圖可知,橫坐標為投料比,縱坐標為CO2的轉(zhuǎn)化率,曲線為等溫線,相同投料比時溫度越低,對應(yīng)CO2的轉(zhuǎn)化率越大,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,故答案為:逆;
②. 在700K,起始投料比=1.5時,CO2的轉(zhuǎn)化率為20%,設(shè)起始時H2的物質(zhì)的量為4mol、CO2的物質(zhì)的量為6mol,則有:
2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O
起始量(mol) 4 6 0 0
轉(zhuǎn)化量(mol) 0.8 2.4 0.4 1.2
平衡量(mol) 3.2 3.6 0.4 1.2
則平衡時氫氣的體積分數(shù)為:×100%=42.9%,故答案為:42.9%;
③. 在500 K、起始投料比=2時,CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,設(shè)起始時H2的物質(zhì)的量濃度為2xmol/L、CO2的物質(zhì)的量濃度為4xmol/L,則有:
2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O
<>起始量(mol/L) 2x 4x 0 0轉(zhuǎn)化量(mol/L) 1.2x 3.6x 0.6x 1.8x
平衡量(mol/L) 0.8x 0.4x 0.6x 1.8x
所以氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%=90%,又因達到平衡時乙醇的濃度為a mol·L-1,則0.6x= a mol·L-1,x= mol/L,所以平衡時氫氣的濃度為0.4× mol/L=0.67a mol·L-1,故答案為:0.67a mol·L-1;
II.(1). 氮氣與氧氣在高溫下反應(yīng)生成NO,反應(yīng)方程式為N2+O22NO,溫度升高,反應(yīng)速率加快,單位時間內(nèi)NO排放量越大,故答案為:N2+O22NO;溫度升高,反應(yīng)速率加快;
(2). ①.設(shè)參加反應(yīng)的NO為xmol,則:
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
起始(mol) 0.2 0.2 0 0
轉(zhuǎn)化(mol) x x x 0.5x
平衡(mol) 0.2-x 0.2-x x 0.5x
恒溫恒容條件下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,則(0.2+0.2):(0.2-x+0.2-x+x+0.5x)=320:250,解得x=0.175mol,則v(NO)==8.75×10-4mol·L-1·min-1,故答案為:8.75×10-4mol·L-1·min-1;
②.達到平衡所需的時間越短,說明反應(yīng)速率越快,據(jù)圖可知反應(yīng)速率II< I< III,故答案為:II、I、III;
③. 對比Ⅱ、I可知,I到達平衡時間縮短且起始壓強增大,應(yīng)是升高溫度;對比Ⅱ、Ⅲ可知,平衡時壓強不變,Ⅲ到達平衡時間縮短,改變條件使反應(yīng)速率加快且不影響平衡移動,應(yīng)是使用催化劑,故答案為:升高溫度;加催化劑;
④.根據(jù)③中分析可知,II、III相比,平衡不移動,故CO轉(zhuǎn)化率相等,即αⅡ(CO)=αⅢ(CO), I與II相比,I中溫度較高,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小,即αⅢ(CO)>αⅠ(CO),故答案為:αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO);II、III相比,平衡不移動,αⅡ(CO)=αⅢ(CO),I、II相比,I中溫度高,升高溫度平衡逆向移動,αⅢ(CO)>αⅠ(CO),則轉(zhuǎn)化率αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。
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【題目】下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。
a | |||||||||||||||||
b | c | d | e | f | |||||||||||||
g | h | i | j | k | l | m | |||||||||||
n | o |
試回答下列問題:
(1)請寫出元素o的基態(tài)原子電子排布式________
(2)d的最簡單氫化物的分子空間立體構(gòu)型為_________,中心原子的雜化形式為_________;k在空氣中燃燒產(chǎn)物的分子空間立體構(gòu)型為________,中心原子的雜化形式為______,該分子是_____(填“極性”或“非極性”)分子。
(3)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點高低的順序如下圖,其中序號“8”代表______(填元素符號);其中電負性最大的是_______(填下圖中的序號)。
(4)由j原子跟c原子以1 : 1相互交替結(jié)合而形成的晶體,晶型與晶體j相同。兩者相比 熔點更高的是________(填化學(xué)式),試從結(jié)構(gòu)角度加以解釋:______________________________
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【題目】下列有關(guān)海水綜合利用過程屬于物理變化的是
A. 將海水中含有的鉀元素轉(zhuǎn)化得到鉀單質(zhì)B. 海水蒸發(fā)制海鹽
C. 從海水所得粗鹽中制取精鹽D. 從海帶中提取碘單質(zhì)
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【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列判斷正確的是( )
A. 17g甲基(—l4CH3)中所含中子數(shù)為9NA
B. 28g乙烯和丙烯中的C原子數(shù)目為2NA
C. 300mL 2mol/L蔗糖溶液中含分子數(shù)為0.6NA
D. 標況下,1.12 L CC14含有的氯原子數(shù)為0.2NA
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【題目】四種短周期元素在周期表中的位置如下圖,其中只有Z為金屬元素。下列說法不正確的是( )
A. 原子半徑W>Y
B. X的最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的小
C. Z元素的氧化物既能與強酸反應(yīng)又能與強堿反應(yīng)
D. Y的氫化物能與其最高價含氧酸反應(yīng)生成離子化合物
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【題目】迄今為止我國相關(guān)部門已經(jīng)發(fā)布了113號Nh、115號Mc、116號Lv、117號Ts、118號Og等元素的中文名稱分別是:,下列有關(guān)推斷正確的是( )
A. 這五種元素均為主族元素
B. Nh的最高價氧化物是一種典型的兩性氧化物
C. Ts的簡單陰離子比該族上一周期簡單陰離子的還原性弱
D. Og在通常狀況下呈氣態(tài),其余四種為固態(tài)
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【題目】化學(xué)與社會、生活密切相關(guān)。對下列現(xiàn)象或事實的解釋正確的是
現(xiàn)象或事實 | 解釋 | |
A | 二氧化硅是生產(chǎn)光纖的原料 | 二氧化硅熔點高、硬度大、具有半導(dǎo)性 |
B | 氧化鋁是一種較好的耐火材料 | 氧化鋁是一種難熔物質(zhì) |
C | 食品的包裝盒內(nèi)常有小袋包裝的硅膠或生石灰 | 其作用為防止富脂食品被氧化 |
D | 銅制器皿表面生成銅綠 | Cu與CO2、H2O反應(yīng)生成堿式碳酸銅 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】以淀粉為主要原料合成一種具有果香味的物質(zhì)C和化合物D的合成路線如下圖所示。
已知:R-CNR-COOH
請回答下列問題:
(1)D的結(jié)構(gòu)簡式為____________________;
(2)反應(yīng)⑧的類型為___________,B分子中的官能團名稱為___________;
(3)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為_______________________;
(4)A發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。
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【題目】【化學(xué)選修-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
已知前四周期六種元素A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)之和為107,且它們的核電荷數(shù)依次增大,B原子的p軌道半充滿,其氫化物沸點是同族元素中最低的,D原子得到一個電子后3p軌道全充滿,A與C能形成A2C型離子化和物,其中的陰、陽離子相差一個電子層,E4+離子和氬原子的核外電子排布相同.請回答下列問題:
(1)A、B、C、D的第一電離能由小到大的順序是______(填元素符號)
(2)化合物BD3的分子空間構(gòu)型可描述為______,B的原子軌道雜化類型為______。
(3)已知F元素在人體內(nèi)含量偏低時,會影響O2在體內(nèi)的正常運輸.已知F2+與KCN溶液反應(yīng)得F(CN)2沉淀,當(dāng)加入過量KCN溶液時沉淀溶解,生成配合物.則F的基態(tài)原子價電子排布式為______。CN-與______(一種分子)互為等電子體,則1個CN-中π鍵數(shù)目為______。
(4)EO2與碳酸鋇在熔融狀態(tài)下反應(yīng),所得晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______,
在該晶體中,E4+的氧配為數(shù)為______。若該晶胞邊長為anm可計算該晶體的密度為______g/cm3(阿伏加德羅常數(shù)為NA)
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