(14分)圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,圖b是反應(yīng)中的CO和NO的濃度隨時(shí)間變化的示意圖。根據(jù)題意回答下列問(wèn)題
(1)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用NO2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO2)= 。
(3)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ;溫度降低,K (填“變大”、“變小”或“不變”)
(4)若在溫度和容積相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應(yīng)物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
平衡時(shí)c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
能量變化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
CO或NO的轉(zhuǎn)化率 | α1 | α2 | α3 |
(3) 9 ; 變大
(4) 1 ; 234 ; 3
解析試題分析:(1)根據(jù)能量變化圖,反應(yīng)熱等于生成物的總能量減去反應(yīng)物的總能量,反應(yīng)物和生成物能量的差值為E2-E1,寫(xiě)出化學(xué)方程式,標(biāo)出各物質(zhì)的狀態(tài),從而寫(xiě)出熱化學(xué)方程式;(2)由圖可知,t1min到達(dá)平衡,平衡時(shí)NO的濃度變化量為1.5mol/L,根據(jù)v=計(jì)算v(NO),再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(NO2);(3)開(kāi)始加入的CO和NO的物質(zhì)的量相等,根據(jù)CO的起始濃度2mol/L確定NO2的起始濃度也為2mol/L,達(dá)到平衡時(shí)CO的濃度為0.5mol/L,故NO2的濃度也為0.5mol/L,根據(jù)方程式計(jì)算出NO和CO2的濃度均為1.5mol/L,代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算出化學(xué)平衡常數(shù);該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向右移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大;(4)甲與乙是等效平衡,對(duì)應(yīng)各組分的含量完全相同,對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量乙是甲中的2倍,CO的轉(zhuǎn)化率為α1,則平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為(1-α1)mol,乙中平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為α2,乙中平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為2α2mol,故2(1-α1)=2α2,整理得α1+α2=1; 令平衡時(shí)甲中CO為nmol,則乙中CO為2nmol,甲中放出的熱量為(1-n)×234kJ=akJ乙中吸收的熱量為2n×234kJ=bkJ,整理得a+=234;丙與乙是完全等效平衡,平衡時(shí)NO的濃度相等,故m=3mol/L,
考點(diǎn):熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡的移動(dòng)、等效平衡等知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
下列各組中的兩種物質(zhì)作用,反應(yīng)條件(溫度或者反應(yīng)物用量)改變,不會(huì)引起產(chǎn)物種類(lèi)改變的是( )
A.Na和O2 | B.NaOH和CO2 |
C.Na2O2和CO2 | D.AlCl3和NaOH |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(16分) 碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)反應(yīng)C(s)+ H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1,達(dá)到平衡后,體積不變時(shí),以下有利于提高H2產(chǎn)率的措施是 。
A.增加碳的用量 | B.升高溫度 | C.用CO吸收劑除去CO | D.加入催化劑 |
t / min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(H2O)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
催化劑是化工技術(shù)的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。
(1)人們常用催化劑來(lái)選擇反應(yīng)進(jìn)行的方向。下左圖所示為一定條件下1mol CH3OH與O2發(fā)生反應(yīng)時(shí),生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應(yīng)物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①在有催化劑作用下,CH3OH與O2 反應(yīng)主要生成 (填“CO、CO2、HCHO”);
②2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H= 。
(2)一種以銅作催化劑脫硫有如下兩個(gè)過(guò)程:
①在銅的作用下完成工業(yè)尾氣中SO2的部分催化氧化,所發(fā)生反應(yīng)為:
2SO2+2n Cu+(n+1)O2+(2-2 n) H2O=2n CuSO4+(2-2n) H2SO4
從環(huán)境保護(hù)的角度看,催化脫硫的意義為 ;每吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L SO2,被SO2還原的O2的質(zhì)量為 g。
②利用下圖所示電化學(xué)裝置吸收另一部分SO2,并完成Cu的再生。寫(xiě)出裝置內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(3分)以下反應(yīng):①木炭與水制備水煤氣 ②氯酸鉀分解 ③炸藥爆炸 ④酸與堿的中和反應(yīng) ⑤生石灰與水作用制熟石灰 ⑥ Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl ⑦氣態(tài)水液化,屬于放熱反應(yīng)的是
(填序號(hào)),寫(xiě)出反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式__ ____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(14 分) 一氧化碳被廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)和電子工業(yè)。
⑴高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法,相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s) △H="a" kJ·mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s) △H="b" kJ·mol-1
反應(yīng)3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H= kJ·mol-1(用含a、b 的代數(shù)式表示)。
⑵電子工業(yè)中使用的一氧化碳常以甲醇為原料通過(guò)脫氫、分解兩步反應(yīng)得到。
第一步:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) △H>0
第二步:HCOOCH3(g)CH3OH(g) +CO(g) △H>0
①第一步反應(yīng)的機(jī)理可以用下圖表示:
圖中中間產(chǎn)物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。
②在工業(yè)生產(chǎn)中,為提高CO的產(chǎn)率,可采取的合理措施有 。
⑶為進(jìn)行相關(guān)研究,用CO還原高鋁鐵礦石,反應(yīng)后固體物質(zhì)的X—射線(xiàn)衍射譜圖如圖所示(X—射線(xiàn)衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在,不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。反應(yīng)后混合物中的一種產(chǎn)物能與鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)兩種鹽,該反應(yīng)的離子方程式為 。
⑷某催化劑樣品(含Ni2O340%,其余為SiO2)通過(guò)還原、提純兩步獲得鎳單質(zhì):首先用CO將33.2 g樣品在加熱條件下還原為粗鎳;然后在常溫下使粗鎳中的Ni與CO結(jié)合成Ni(CO)4(沸點(diǎn)43 ℃),并在180 ℃時(shí)使Ni(CO)4重新分解產(chǎn)生鎳單質(zhì)。
上述兩步中消耗CO的物質(zhì)的量之比為 。
⑸為安全起見(jiàn),工業(yè)生產(chǎn)中需對(duì)空氣中的CO進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
①粉紅色的PdCl2溶液可以檢驗(yàn)空氣中少量的CO。若空氣中含CO,則溶液中會(huì)產(chǎn)生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀,反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 。
②使用電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器定量檢測(cè)空氣中CO含量,其結(jié)構(gòu)如圖所示。這種傳感器利用原電池原理,則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(10分)如右圖所示,常溫下電解5 min后,銅電極質(zhì)量增加2.16g。
試回答:
(1)電源電極X名稱(chēng)為_(kāi)______(填“正極”或“負(fù)極”)。
(2)電解池B中陰極的電極反應(yīng)式是__________。
(3)若A中KCl溶液的體積是200mL,電解后溶液的
pH=_________(忽略電解前后溶液體積的變化)。
若要使電解后的溶液恢復(fù)到與電解完完全相同,應(yīng)加入的物質(zhì)是__________。
(4)已知在l0lkPa時(shí),CO的燃燒熱為283 kJ/mol。相同條件下,若2 molCH4完全燃燒生成液態(tài)水,所放出的熱量為1 mol CO完全燃燒放出熱量的6.30倍,則CH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(16分)汽車(chē)尾氣中的CO、NOX已經(jīng)成為大氣的主要污染物,使用稀土等催化劑能將CO、NOX、碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成無(wú)毒物質(zhì),從而減少汽車(chē)尾氣污染。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 ①
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2 ②
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 ③
寫(xiě)出NO與CO催化轉(zhuǎn)化成N2和CO2的熱化學(xué)方程式(反應(yīng)熱用△H1、△H2、△H3表示): 。
(2)在容積相同的兩個(gè)密閉容器內(nèi)(裝有等量的某種催化劑),分別充入同量的NOx及C3H6,在不同溫度下,同時(shí)發(fā)生以下反應(yīng):
18NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分別在t秒時(shí)測(cè)定其中NOX的轉(zhuǎn)化率,繪得圖像如下圖所示:
① 從圖中可以得出的結(jié)論是
結(jié)論一:相同溫度下, 。
結(jié)論二: 。
② 上述NO2和C3H6反應(yīng)達(dá)平衡后,可提高NO2
轉(zhuǎn)化率的措施有 。(填編號(hào))
A.加入催化劑 | B.降低溫度 |
C.分離出H2O(g) | D.增大壓強(qiáng) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
Ⅰ.通常人們把拆開(kāi)1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。下表為一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)
化學(xué)鍵 | Si-Si | O=O | Si-O |
鍵能/kJ·mol-1 | a | b | c |
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