對大氣污染物SO2、NOx進(jìn)行研究具有重要環(huán)保意義。請回答下列問題:
(1)為減少SO2的排放,常采取的措施是將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知:① H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
②C(s)+ O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)已知汽車汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H0,若1.0 mol空氣含0.80 mol N2和0.20 mol O2,1300oC時在2.0 L密閉汽缸內(nèi)經(jīng)過5s反應(yīng)達(dá)到平衡,測得NO為1.6×10-3mol。
①在1300oC 時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= 。5s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率ν(N2) = (保留2位有效數(shù)字);
②汽車啟動后,汽缸溫度越高,單位時間內(nèi)NO排放量越大,原因是 。
(3)汽車尾氣中NO和CO的轉(zhuǎn)化。當(dāng)催化劑質(zhì)量一定時,增大催化劑固體的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。下圖表示在其他條件不變時,反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) 中,NO的濃度c(NO)隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線。
①該反應(yīng)的△H 0 (填“>”或“<”)。
②若催化劑的表面積S1>S2,在右圖中畫出c(NO) 在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線(并作相應(yīng)標(biāo)注)。
(1)C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g) △H=+131.3kJ·mol-1
(2)① 8.0×10-5 mol/(L·s)。
② 溫度升高,反應(yīng)速度加快,平衡向右移動(3)① <
②見右圖:
解析試題分析:(1)②-①整理可得:C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g) △H=+131.3kJ/mol。(2)①N2(g)+O2(g) 2NO(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為經(jīng)過5s反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得NO為1.6×10-3mol
,根據(jù)化學(xué)方程式物質(zhì)間的關(guān)系可知消耗N2的物質(zhì)的量為8.0×10-3mol.則V(N2)= 8.0×10-4mol÷2.0 L÷5s=8.0×10-5 mol/(L·s)。②由于化學(xué)反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g) 的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),汽車啟動后,汽缸溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率加快。根據(jù)平衡移動原理,升高溫度,化學(xué)平衡正向移動,會產(chǎn)生更多的NO。所以單位時間內(nèi)NO排放量越大。(3)由圖像可知在溫度為T2時先達(dá)到平衡。說明溫度T2>T1。①由于溫度升高,NO的濃度增大。根據(jù)平衡移動原理:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。逆反應(yīng)方向為吸熱反應(yīng),所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)△H<0.②若催化劑的表面積S1>S2。在其它條件不變時,催化劑的表面積越大,反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡所需要的時間就越短。在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線為。
考點:考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式、化學(xué)反應(yīng)速率的計算及外界條件對化學(xué)平衡移動的影響的知識。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
按要求填空:
(1)原子種類由 決定;第三周期半徑最小的元素形成的簡單離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖是 ;
(2)以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程如下左圖所示,設(shè)備B的名稱為 ;設(shè)備A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;
(3)如下右圖是實驗室中常用于測定鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)熱的裝置,此裝置名稱叫 ;
(4)0.5 mol CH3OH(l)完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時放出熱量為363.2 kJ,寫出表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(15分)氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)CO對合成氨的催化劑有毒害作用,常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO,其反應(yīng)原理為:[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,再生的適宜條件是 。
(填寫選項編號)
A.高溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.低溫、高壓
(3)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0
某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2,該反應(yīng)進(jìn)行到40 s時達(dá)到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為_________。下圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中的NH3濃度變化。若反應(yīng)延續(xù)至70s,保持其它條件不變情況下,請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應(yīng)的進(jìn)程曲線。
(4)將尿素施入土壤后,大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)(25℃)如下表:
弱電解質(zhì) | H2CO3 | NH3·H2O |
電離平衡常數(shù) | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
丙烷在燃燒時能放出大量的熱,它也是液化石油氣的主要成分,作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知:
①2C3H8(g)+7O2(g) =6CO(g)+8H2O(g) △H =-2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H ="+" 44.0 kJ/mol
(1)寫出C3H8燃燒時燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
(2)C3H8在不足量的氧氣里燃燒,生成CO、CO2、H2O(g),將所有的產(chǎn)物通入一個體積固定的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng):CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g)該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
| H2O | CO | CO2 | H2 |
甲 (質(zhì)量/g) | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
乙 (質(zhì)量/g) | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)2013年10月我市因臺風(fēng)菲特遭受到重大損失,市疾控中心緊急采購消毒藥品,以滿足災(zāi)后需要。復(fù)方過氧化氫消毒劑具有高效、環(huán)保、無刺激無殘留,其主要成分H2O2是一種無色粘稠液體,請回答下列問題:
⑴火箭發(fā)射常以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,液態(tài)H2O2為助燃劑。已知:
N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H="-" 534 kJ·mol-1 ①
H2O2(1)=H2O(1)+1/2O2(g) △H="-" 98.64 kJ·mol-1 ②
H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-l ③
則反應(yīng)N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)的△H= ,
⑵據(jù)報道,以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為+3價)和H2O2作 原料的燃 料電池,負(fù)極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2,可用作空軍通信衛(wèi)星電,其工作原理如圖所示。
則該電池的正極反應(yīng)____ ___
⑶H2O2是一種不穩(wěn)定易分解的物質(zhì)。右圖是H2O2在沒有催化劑時反應(yīng)進(jìn)程與能量變化圖,請在圖上畫出使用催化劑加快分解速率時能量與進(jìn)程圖 。
⑷某化學(xué)興趣小組欲測定H2O2的分解速率,取溶液0.5L進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)如表格所示:
t(S) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
n(H2O2) (moL) | 0.8 | 0.7 | 0.62 | 0.55 | 0.27 | 0.03 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)已知下列兩個熱化學(xué)方程式:
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) ΔH="+44.0" kJ·mol-1
則0.5mol丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水時釋放的熱量為 。
(2)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH=-221 kJ·mol-1
寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式: 。
(3)科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4分子,其結(jié)構(gòu)為正四面體(如圖所示),與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量,斷裂1molNN鍵吸收941kJ熱量,則1molN4氣體轉(zhuǎn)化為2molN2時要放出 kJ能量。
(4)阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池,其電池總反應(yīng)為:2H2+O2=2H2O,電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液,電池放電時是將 能轉(zhuǎn)化為 能。其電極反應(yīng)式分別為:負(fù)極 ,正極 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
大氣中的部分碘源于O3對海水中I-的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究.
(1)O3將I-氧化成I2的過程由3步反應(yīng)組成:
①I-(aq)+ O3(g)= IO-(aq)+O2(g)△H1
②IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__ ____,其反應(yīng)△H=___ ___
(2)在溶液中存在化學(xué)平衡:I2(aq) + I-(aq) I3-(aq),其平衡常數(shù)表達(dá)式為_______.
(3)為探究Fe2+ 對O3氧化I-反應(yīng)的影響(反應(yīng)體如左圖),某研究小組測定兩組實驗中I3-濃度和體系pH,結(jié)果見右圖和下表。
①第1組實驗中,導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是_______。
②圖13中的A為__ ___,由Fe3+生成A的過程能顯著提高Ⅰ-的轉(zhuǎn)化率,原因是 。
③第2組實驗進(jìn)行18s后,I3-濃度下降。導(dǎo)致下降的直接原因有(雙選)______。
A.c(H+)減小 | B.c(I-)減小 | C.I2(g)不斷生成 | D.c(Fe3+)增加 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣反應(yīng)為
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,
以上反應(yīng)達(dá)到平衡后,在體積不變的條件下,以下措施有利于提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率的是________。(填序號)
A.升高溫度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化劑 | D.用CO吸收劑除去CO |
溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所 需時間/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | | |
900 | 1.0 | 2.0 | 0.4 | 1.6 | 3.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
實驗測得環(huán)己烷(l)、環(huán)己烯(l)和苯(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為3 916 kJ·mol-1、3 747 kJ·mol-1和3 265 kJ·mol-1,寫出這三種物質(zhì)燃燒時燃燒熱的熱化學(xué)方程式。
(1)環(huán)己烷: _______________________。
(2)環(huán)己烯: _______________________。
(3)苯: _______________________。
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