【題目】燃煤廢氣中的氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等氣體,常用下列方法處理,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等。
已知:25 ℃時,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7
(1)處理煙氣中的SO2常用液吸法。室溫條件下,將煙氣通入濃氨水中得到(NH4)2SO3溶液,0.1mol/L(NH4)2SO3溶液的pH____(填“>”“<”或“=”)7。將煙氣通入 (NH4)2SO3溶液可以繼續(xù)吸收SO2 ,用離子方程式表示出能吸收二氧化硫的原因_________。
(2)用活性炭可以還原處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。在恒容條件下,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 _______(填選項(xiàng)編號)。
A.單位時間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時消耗n mol CO2(g)
B.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
C.反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變
D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
(3)有科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),用CO2和H2在210~290℃,催化劑條件下可轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。
①230℃,向容器中投入0.5molCO2和1.5molH2,當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時放出熱量19.6kJ能量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________________________。
②一定條件下,往2L恒容密閉容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在不同催化劑作用下,相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖1所示:
催化劑效果最佳的是催化劑 ______ (填“I”,“Ⅱ”,“Ⅲ”)。b點(diǎn)v(正)___v(逆) (填“>” ,“< ”,“=”)。此反應(yīng)在a點(diǎn)時已達(dá)平衡狀態(tài),a點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率比c點(diǎn)高的原因是_______。已知容器內(nèi)的起始壓強(qiáng)為100kPa,則圖中c點(diǎn)對應(yīng)溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________。(保留兩位有效數(shù)字) (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)一定條件下,CO2和H2也可以發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH<0,一定溫度下,在3 L容積可變的密閉容器中,已知c(CO)與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ如圖2所示,若在t0時刻分別改變一個條件,曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ或曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ時,改變的條件是____。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時,改變的條件是________。
【答案】> SO32-+ SO2+ H2O= 2HSO3- BD CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H= - 49kJ/mol 催化劑I > 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動 8.3×10-4或1/1200kPa-2 加入催化劑 將容器快速壓縮至2L
【解析】
(1)(NH4)2SO3溶液中存在NH4+和SO32-的水解,結(jié)合NH3·H2O和H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7分析水解能力的大小,判斷溶液的酸堿性; (NH4)2SO3溶液吸收SO2 生成NH4HSO3,據(jù)此寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式;(2)恒容條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志依據(jù)“變量不變”方法判斷,正逆反應(yīng)速率相同,各組分含量保持不變;
(3)①根據(jù)圖1可知0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時放熱23-3.4=19.6KJ,然后按比例計(jì)算:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的△H得出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;②由圖象知:反應(yīng)Ⅰ在較低溫度T3時CO2就達(dá)到80%的轉(zhuǎn)化率,故催化劑效果最佳的反應(yīng)是反應(yīng)Ⅰ;T3的b點(diǎn)時,反應(yīng)未達(dá)到限度,故v(正)>v(逆);該反應(yīng)為放熱反應(yīng),T4反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,升高溫度到T5平衡向逆反應(yīng)移動,從而使CO2的轉(zhuǎn)化率降低。故T4的a點(diǎn)轉(zhuǎn)化率比T5的c點(diǎn)高;
c點(diǎn)時時,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol):1 30 0
轉(zhuǎn)化(mol):0.6 1.8 0.6 0.6
平衡(mol):0.41.2 0.60.6
代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算;
(4)圖象分析曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ是縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間,最后達(dá)到相同平衡狀態(tài),體積是可變得是恒壓容器,說明改變的是加入了催化劑;當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時一氧化碳物質(zhì)的量增大,反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),可變?nèi)萜髦袣怏w體積和濃度成反比,氣體物質(zhì)的量不變。
(1)已知NH3·H2O的電能平衡常數(shù)大于H2SO3的Ka2,則在(NH4)2SO3溶液中NH4+的水解能力小于SO32-的水解程度,可知溶液顯堿性,即pH>7; (NH4)2SO3溶液吸收SO2 生成NH4HSO3,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO32-+ SO2+ H2O= 2HSO3-;(2)在恒容條件下,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是正逆反應(yīng)速率相同,個組分含量不變,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g);A.單位時間內(nèi)生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g),說明反應(yīng)逆向進(jìn)行,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A不符合;B.碳是固體.當(dāng)平衡發(fā)生移動,氣體質(zhì)量會發(fā)生變化,容器體積不變,所以混合氣體的密度不再發(fā)生改變可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B符合;C.反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變,反應(yīng)體系的壓強(qiáng)始終不發(fā)生改變,不能判定平衡,故C不選;D.C為固體,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變,可知?dú)怏w的質(zhì)量不變,為平衡狀態(tài),故D選;故答案為BD;(3)①已知0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時放熱23-3.4=19.6KJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-×2=-49kJmol-1;②由圖象知:反應(yīng)Ⅰ在較低溫度T3時CO2就達(dá)到80%的轉(zhuǎn)化率,催化劑效果最佳的反應(yīng)是反應(yīng)Ⅰ,T3的b點(diǎn)時,反應(yīng)未到限度,故v(正)>v(逆);該反應(yīng)為放熱反應(yīng),T4反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,升高溫度到T5平衡向逆反應(yīng)移動,從而使CO2的轉(zhuǎn)化率降低。T4的a點(diǎn)轉(zhuǎn)化率比T5的c點(diǎn)高,c點(diǎn)時:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol):1 30 0
轉(zhuǎn)化(mol):0.6 1.8 0.6 0.6
平衡(mol):0.41.2 0.60.6
在恒容恒溫條件下,氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量成正比,則平衡時總壓強(qiáng)P總=100kPa×=70 kPa,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp==8.3×10-4 kPa-2;(4)圖象分析曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ是縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間,最后達(dá)到相同平衡狀態(tài),體積是可變得是恒壓容器,說明改變的是加入了催化劑;當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時一氧化碳物質(zhì)的量增大,反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),可變?nèi)萜髦袣怏w體積和濃度成反比,氣體物質(zhì)的量不變,曲線Ⅰ,體積為3L,一氧化碳濃度為3mol/L,改變條件不好為曲線Ⅱ,一氧化碳濃度為4.5mol/L,則體積壓縮體積為:3:V=4.5:3,V=2L,所以將容器的體積快速壓縮至2L滿足條件。
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【題目】下列反應(yīng)中,可用離子方程式+=表示的是
A.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
B.Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
C.
D.
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【題目】將1molI2(g)和2molH2(g)置于某2L密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):I2(g)+H2(g)2HI(g) △H<0,并達(dá)平衡,HI的體積分?jǐn)?shù)ω(HI)隨時間變化如圖曲線
(1)達(dá)平衡時,I2(g)的物質(zhì)的量濃度為____________,H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為___________,在此溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________(保留一位小數(shù))。
(2)若改變反應(yīng)條件下,在甲條件下ω(HI)的變化如圖曲線(I)所示,在乙條件下ω(HI)的變化如圖曲線(III)所示。則甲條件可能是_________(填入下列條件的序號,下同),乙條件可能是__________。
① 恒容條件下,升高溫度
② 恒容條件下,降低溫度
③ 恒溫條件下,縮小反應(yīng)容器體積
④ 恒溫條件下,擴(kuò)大反應(yīng)容器體積
⑤ 恒溫恒容條件下,加入適當(dāng)催化劑
(3)若保持溫度不變,在另一相同的2L密閉容器中加入a mol I2(g)、b mol H2和c mol HI(a、b、c均大于0),發(fā)生反應(yīng)達(dá)平衡時,HI的體積分?jǐn)?shù)仍為0.60,則a、b、c的應(yīng)滿足的關(guān)系是___________(用含一個a、b、c的代數(shù)式表示)
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【題目】某元素 R 的最高價氧化物的水化物分子式是 HnRO2n﹣2,則在氣態(tài)氫化物中 R 元素的化合價是( )
A.3n﹣10B.12﹣3nC.3n﹣4D.3n﹣12
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【題目】A、B 兩種元素為同一族第三周期和第四周期元素,若 A 元素的原子序數(shù)為 x,則 B 元素的原子序數(shù)可能為( )
①x+2 ②x+8 ③x+18 ④x+32
A.③B.②C.②③D.①②
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【題目】可以證明可逆反應(yīng)N2+3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
①一個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H﹣H鍵斷裂
②一個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N﹣H鍵斷裂
③其他條件不變時,混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變
④恒溫恒容時,體系壓強(qiáng)不再改變
⑤NH3、N2、H2的體積分?jǐn)?shù)都不再改變
⑥恒溫恒容時,混合氣體密度保持不變
⑦正反應(yīng)速率v(H2)=0.6molL﹣1min﹣1,逆反應(yīng)速率v(NH3)=0.4molL﹣1min﹣1
A. 全部 B. ②③④⑤ C. ②③④⑤⑦ D. ③⑤⑥⑦
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【題目】如右圖是研究二氧化硫性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)裝置(實(shí)驗(yàn)時用另一表面皿扣在上面)。現(xiàn)用75%硫酸溶液和亞硫酸鈉晶體反應(yīng)制取SO2氣體并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯。下列說法中錯誤的是
A.品紅溶液褪色
B.紫色石蕊溶液先變紅后褪色
C.酸性KMnO4溶液紫色褪去
D.含酚酞的NaOH溶液紅色變淺
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【題目】常溫時,下列溶液的pH或微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系錯誤的是
A. 某溶液中由水電離出的c(H+)=1×10-amol·L-1,若a>7時,該溶液pH一定為14-a
B. 0.1mol·L-1的KHA溶液,其pH=10,c(K+)>c(HA-)>c(OH-)>c(A2-)
C. 將0.2mol·L-1的某一元酸HA溶液和0.1mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液pH大于7,則反應(yīng)后的混合液:c(HA)>c(Na+)>c(A-)
D. 等體積、等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3溶液與 NaHCO3溶液混合:2c(Na+)=3c(CO32-)+3c( HCO3-)+3c(H2CO3)
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【題目】X、Y、Z、M、W五種短周期元素。X原子的質(zhì)子數(shù)與電子層數(shù)相同,W原子核外電子數(shù)是M原子最外層電子數(shù)的2倍,Y、Z、M、W在周期表中的相對位置如圖所示。下列說法不正確的是
A. 原子半徑:W>Y>Z>M>X
B. 熱穩(wěn)定性:XM>X2Z
C. 僅由X、Y、Z三種元素形成的化合物中不可能含離子鍵
D. WM4分子中每個原子最外層均滿足8電子結(jié)構(gòu)
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