【題目】汽車尾氣排放的CO、NOx等氣體是大氣污染的主要來源,NOx也是霧天氣的主要成因之一。
(1)科學家研究利用催化技術將尾氣中有害的NO和CO轉變成無毒的氣體,其熱化學方程式為:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H1=-746.5kJ·mol—1
已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221.0kJmol—1
CO2(g)C(s)+O2(g) △H3=+393.5kJmol—1
①C(s)的然燒熱(△H)為_____________。
②NO(g)分解成兩種氣體單質的熱化學方程式為_____________。
(2)一定溫度下,向初始容積均為2L的A、B、C三個容器中,均投入5 mol CO氣體和4 mol NO氣體發(fā)生如下反應:2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)
①上圖表示該反應中NO的平衡轉化率()隨溫度、壓強變化的示意圖,則X代表的物理量是______,Y1_ Yz(填“>”或“<”)
②反應過程中,A容器中保持恒溫恒壓,B容器中保持恒溫恒容,C容器中保持絕熱恒容。下列說法錯誤的是________。
a.B、C兩個容器中反應達到平衡所用的時長為:tB>tC
b.3個容器中NO的平衡轉化率的大小順序為>>
c.當A容器內氣體平均摩爾質量不變時,說明該反應處于化學平衡狀態(tài)
d.當B容器內氣體密度保持不變時,說明該反應處于化學平衡狀態(tài)
③當B容器中保持平衡時,NO所占體積分數為25%。則相同溫度下,A容器中逆反應的平衡常數K=_________(保留兩位有效數字)
(3)利用反應NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除用電器NO2的簡易裝置如圖所示。
①a電極上的反應式為_____________。
②常溫下,若用該電池電解0.6L,飽和食鹽水,一段時間后,測得飽和食鹽水pH變?yōu)?/span>13,則理論上b電極上消耗B氣體的體積為_______mL(標準狀況;假設電解過程中溶液體積不變)。
【答案】393.5 kJ·mol—1 2NO(g) O2(g)+N2(g) △H1=-180.5kJ·mol—1 壓強 < d 4.5molL—1 2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O 336
【解析】
(1)根據正逆反應的焓變互為相反數判斷C(s)的燃燒熱、利用蓋斯定律計算NO(g)分解為氮氣、氧氣的焓變;
(2) ①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正反應放熱,升高溫度平衡逆向移動;2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正方向物質的量減少,增大壓強平衡正向移動;②根據影響反應速率的因素、影響平衡移動的因素分析;③利用“三段式”計算平衡常數;
(3) ① 電子由a流向b,可知a是負極,a極失電子發(fā)生氧化反應;
②常溫下,若用該電池電解0.6L,飽和食鹽水,一段時間后,測得飽和食鹽水pH變?yōu)?3,則生成氫氧化鈉的物質的量為0.1mol/L×0.6L=0.06mol,電路中轉移電子的物質的量是0.06mol,根據電子守恒計算b電極上消耗NO氣體的體積。
(1)①根據CO2(g)C(s)+O2(g) △H3=+393.5kJmol—1,可知C(s)+O2(g) CO2(g) △H3=-393.5kJmol—1,所以C(s)的燃燒熱(△H)為393.5kJmol—1。
②(1) 2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H1=-746.5kJ·mol—1
(2)2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221.0kJmol—1
(3)CO2(g)C(s)+O2(g) △H3=+393.5kJmol—1
根據蓋斯定律(1)-(2)+(3)得 2NO(g) O2(g)+N2(g) △H1=-180.5kJ·mol—1。
(2) ①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正反應放熱,升高溫度平衡逆向移動,NO的平衡轉化率降低;2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正方向物質的量減少,增大壓強平衡正向移動,NO的平衡轉化率增大,所以X代表的物理量是壓強,Y代表的物理量是溫度,溫度越高NO的平衡轉化率越小,所以Y1<Y2;
②a.B容器中保持恒溫恒容,C容器中保持絕熱恒容,正反應放熱,C容器的溫度高,反應速率快,B、C兩個容器中反應達到平衡所用的時長為:tB>tC,故a正確;
b.A容器中保持恒溫恒壓,B容器中保持恒溫恒容,A壓強大于B,A中NO的轉化率大于B;B容器中保持恒溫恒容,C容器中保持絕熱恒容,正反應放熱,C容器的溫度高,B中NO的轉化率大于C,3個容器中NO的平衡轉化率的大小順序為>>,故b正確;
c.根據 ,總物質的量是變量,所以容器內氣體平均摩爾質量是變量,當A容器內氣體平均摩爾質量不變時,說明該反應處于化學平衡狀態(tài),故c正確;
d.B容器中保持恒溫恒容, ,密度是恒量,當B容器內氣體密度保持不變時,該反應不一定處于平衡狀態(tài),故d錯誤。選d。
③ 2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)
開始 2.5 2 0 0
轉化 2x 2x 2x x
平衡2.5-2x 2-2x 2x x
,x=0.5
A容器中逆反應的平衡常數K==4.5 molL—1;
(3) ① 電子由a流向b,可知a是負極,a極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式是2NH3-6e-+6OH-=2N2+6H2O;
②常溫下,若用該電池電解0.6L飽和食鹽水,一段時間后,測得飽和食鹽水pH變?yōu)?3,則生成氫氧化鈉的物質的量為0.1mol/L×0.6L=0.06mol,電路中轉移電子的物質的量是0.06mol,b電極上NO2得電子發(fā)生還原反應, 2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,根據得失電子守恒,消耗NO2在標準狀況下的的體積為0.06mol÷4×22.4L/mol=0.336L=336mL。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】苯乙酮是重要的化工原料,可由苯經下述反應制備:
實驗步驟如下:
實驗步驟如下:
步驟1:向如圖所示的三頸燒瓶中迅速加入13g粉狀無水AlCl3和16mL(14g,0.18mol)無水苯。在攪拌下將4mL(4.3g,0.04mol)乙酸酐自滴液漏斗慢慢滴加到三頸燒瓶中。加完后,待反應稍緩和后在沸水浴中攪拌回流,直到不再有HCl氣體逸出為止。
步驟2:將反應混合物冷卻到室溫,在攪拌下倒入18mL濃鹽酸和30g碎冰的燒杯中(在通風櫥中進行),若仍有固體不溶物,可補加適量濃鹽酸使之完全溶解。將混合物轉入分液漏斗中,分出有機層,水層用苯萃取兩次(每次8mL)。合并有機層,依次用15mL10%NaOH溶液、15mL水洗滌,再用無水MgSO4干燥。
步驟3:先在水浴上蒸餾回收物質A,然后在石棉網上加熱蒸去殘留的苯,稍冷后改用空氣冷凝管蒸餾收集195~202℃餾分,產量約4.1g。
(1)步驟1中攪拌回流時,冷凝水從_____(填“a”或“b”)端進水,倒置漏斗的作用是_____。
(2)步驟2中水層用苯萃取兩次(每次8mL),而不萃取一次(16mL)的目的是_____。用15mL10% NaOH溶液洗滌的目的是_____。
(3)步驟3中在水浴上蒸餾回收的物質A為_____。
(4)本次實驗苯乙酮的產率為_____。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一定條件下,在某密閉容器中進行如下反應:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若增大壓強或升高溫度,重新達到平衡,
反應速率隨時間的變化過程如圖所示,則對該反應的敘述正確的是( )
A. 正反應是吸熱反應 B. 逆反應是放熱反應
C. m+n<p+q D. m+n>p+q
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】反應A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情況下測得反應速率,其反應速率最快的是
A. υ(D)=0.4 mol / (L·s)
B. υ(C)=0.5 mol / (L·s)
C. υ(B)=0.6 mol / (L·s)
D. υ(A)=0.15 mol / (L·s)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對溫室氣體的減排具有重要意義;卮鹣铝袉栴}:
(1)CH4-CO2催化重整反應為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol1
該催化重整反應的ΔH==______ kJ·mol1。有利于提高CH4平衡轉化率的條件是____(填標號)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
某溫度下,在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應,達到平衡時CO2的轉化率是50%,其平衡常數為_______mol2·L2。
(2)反應中催化劑活性會因積碳反應而降低,同時存在的消碳反應則使積碳量減少。
相關數據如下表:
積碳反應 CH4(g)=C(s)+2H2(g) | 消碳反應 CO2(g)+C(s)=2CO(g) | ||
ΔH/(kJ·mol1) | 75 | 172 | |
活化能/ (kJ·mol1) | 催化劑X | 33 | 91 |
催化劑Y | 43 | 72 |
①由上表判斷,催化劑X____Y(填“優(yōu)于”或“劣于”),理由是_________________。在反應進料氣組成、壓強及反應時間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關系如圖所示。升高溫度時,下列關于積碳反應、消碳反應的平衡常數(K)和速率(v)的敘述正確的是________填標號)。
A.K積、K消均增加 B.v積減小,v消增加
C.K積減小,K消增加 D.v消增加的倍數比v積增加的倍數大
②在一定溫度下,測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k為速率常數)。在p(CH4)一定時,不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在標準狀況下,將amolH2S和bmolO2混合充分燃燒后,兩反應物都沒有剩余,得到三種產物(S、SO2和H2O),則下列判斷錯誤的是
A.產生的SO2是(b﹣a/2)mol
B.反應后生成的水質量為18ag
C.反應后氧化產物的總質量為(16a﹣32b)g
D.3a>2b>a
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】當發(fā)動機工作時,反應產生的NO尾氣是主要污染物之一,NO的脫除方法和轉化機理是當前研究的熱點。請回答下列問題:
(1)已知:2NO(g)+O2 (g) =2NO2(g) △H1= -113kJ/mol
6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) △H2= -227 kJ/mol
4NO2 (g)+O2(g)=2N2O5(g) △H3= -57 kJ/mol
則 2O3(g)= 3O2(g)是_________反應(填“放熱”或“吸熱”),以上 O3氧化脫除氮氧化物的總反應是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H4=_______kJ/mol,最后將NO2與_________劑反應轉化為無污染的氣體而脫除。
步驟 | 反應 | 活化能 | 正反應速率方程 | 逆反應速率方程 |
I | 2NO(g) N2O2(g)(快) | Ea1 | ||
II | N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) | Ea2 |
(2)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反應歷程分兩步:
①表中k1、k2、k3、k4是只隨溫度變化的常數,溫度升高將使其數值_____(填“增大”或“減小”)。
②反應I瞬間建立平衡,因此決定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反應速率快慢的是反應II,則反應I與反應II的活化能的大小關系為Ea1____Ea2(填“>”“<”或“=”),請依據有效碰撞理論微觀探析其原因______________________________________________。
③一定溫度下,反應2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的速率方程為,則k=_______ (用k1、k2、k3表示)。
(3)將一定量的 NO2放入恒容密閉容器中發(fā)生下列反應:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),測得其平衡轉化率α(NO2)隨溫度變化如圖所示,從 b 點到 a 點降溫平衡將向_____移動。圖中 a點對應溫度下,NO2的起始壓強為 160kPa,該溫度下反應的平衡常數Kp= __________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氯氣是一種重要的工業(yè)原料,液氯儲存區(qū)貼有的說明卡如下:
包裝 | 鋼瓶 |
儲運要求 | 遠離金屬粉末、氨、烴類、醇類物質;設置氯氣檢測儀 |
泄漏處理 | NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
下列解釋事實的方程式不正確的是
A. 氯氣用于自來水消毒:Cl2 + H2O2H+ + Cl-+ ClO-
B. 電解飽和食鹽水制取Cl2:2Cl- +2H2O 2OH-+ H2↑+Cl2↑
C. 濃氨水檢驗泄露的氯氣,產生白煙:8NH3 + 3Cl2 === 6 NH4Cl + N2
D. 氯氣“泄漏處理”中NaHSO3溶液的作用:HSO3-+ Cl2 + H2O === SO42-+ 3H+ + 2Cl-
查看答案和解析>>
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com