【題目】霧霾天氣頻繁出現(xiàn),嚴重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5,其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此,對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題:

(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。

若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表:

離子

K+

Na+

NH4+

SO42-

NO3-

Cl-

濃度mol/L

4×10-6

6×10-6

2×10-5

4×10-5

3×10-5

2×10-5

根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH=_________。

(2)汽車尾氣中NOx和CO的生成:

①已知汽缸中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0恒溫,恒容密閉容器中,下列說法中能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是____

A.混合氣體的密度不再變化 B.混合氣體的平均分子量不再變化

C.N2、O2、NO的物質的量之比為1∶1∶2 D.氧氣的百分含量不再變化

②汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO,有人設想按下列反應除去CO,2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知該反應的△H>0,則該設想能否實現(xiàn)______________(填“能”或“不能”)

(3)為減少SO2的排放,常采取的措施有:

①將煤轉化為清潔氣體燃料。已知:

H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1

C(s)+1/2O2(g) =CO(g)△H =-110.5kJ·mol-1

寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式:___________________。

②洗滌含SO2的煙氣。

(4)汽車尾氣凈化的主要原理:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g);△H<0,若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是_________(填序號)。(如圖中v、K、n、w分別表示正反應速率、平衡常數(shù)、物質的量、質量分數(shù))

車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”之一;钚蕴靠商幚泶髿馕廴疚颪O。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質)。一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1℃和T2℃時,測得各物質平衡時物質的量(n/mol)如下表:

物質

溫度/℃

活性炭

NO

E

F

初始

3.000

0.10

0

0

T1

2.960

0.020

0.040

0.040

T2

2.975

0.050

0.025

0.025

(1)寫出NO與活性炭反應的化學方程式______________________;

(2)計算上述反應T1℃時的平衡常數(shù)K1=__________________;若T1<T2,則該反應的△H__________________0(填“>”、“<”或“=”)。

(3)上述反應T1℃時達到化學平衡后再通入0.1molNO氣體,則達到新化學平衡時NO的轉化率為________;

【答案】4D不能C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJmol-1BDC(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g)4<80%

【解析】

1)根據(jù)表格提供的離子可知,NH4 水解導致試樣溶液呈酸性,再根據(jù)電荷守恒可知,c(K)+c(NH4 )+c(Na)+c(H)=2c(SO42-)+c(Cl)+c(NO3-),將表格中的數(shù)據(jù)代入得H+離子濃度為10-4,則PH值為4。

2在恒容密閉容器中,混合氣體的質量和體積始終不變,混合氣體的密度也始終不變,密度不能作為達到平衡狀態(tài)的判據(jù),A項錯誤;該反應是氣體體積不變的可逆反應,根據(jù)M=質量/n,則混合氣體的平均分子量始終不變,不能作為達到平衡的判據(jù),B項錯誤;N2、O2NO的物質的量之比為1∶1∶2不能說明反應各物質的濃度保持不變,C項錯誤;氧氣的百分含量不再變化,說明反應達到平衡狀態(tài),D項正確;答案選D。

化學反應2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一個熵減、吸熱的反應,則△H-T△S>0,所以該設想不能實現(xiàn)。

3)已知:①H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) H=241.8kJ·mol-1、C(s)+1/2O2(g) =CO(g) H =-110.5kJ·mol-1,利用蓋斯定律,將②-①可得Cs+H2Og=COg+H2g△H=-110.51kJmol-1--241.81kJmol-1=+13l.3 kJmol-1,所以焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJmol-1 。

4)可逆反應達化學平衡狀態(tài)時正逆反應速率不再變化,A項錯誤;該物質的濃度在化學平衡時保持不變,所以K不再變化,B項正確;對于恒容容器而言,各物質的物質的量不再改變,C項錯誤;平衡時NO的質量分數(shù)不再改變,D項正確,答案選BD。

5由表中數(shù)據(jù)可知,C、NO、EF的化學計量數(shù)之比為0.0400.0800.0400.040 =1211,反應中C被氧化,結合原子守恒可知,生成物為N2CO2,且該反應為可逆反應,則反應方程式為C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)。

從表中數(shù)據(jù)可知T1時的平衡濃度c(NO)=0.004mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.008 mol/L,則T1時該反應的平衡常數(shù)為K1=0.008×0.008÷(0.004×0.004)=4;從T1T2,NO的濃度增大,說明平衡逆向移動,若T1T2,升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,則該反應的正向為放熱反應,則△H < 0。

T1時,K=4,設NO的轉化率為x,根據(jù)三段式解答:

C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)

起始濃度 0.04 0 0

變化濃度 0.04x 0.02x 0.02x

平衡濃度 0.04-0.04x 0.02x 0.02x

K=[0.02x×0.02x]÷[(0.04-0.04x)×(0.04-0.04x)=4,解得x=0.8,即達到新的平衡時,NO的轉化率為80%。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】可將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉化為可利用的硫,自身還原為。工業(yè)上常采用如圖所示的電解裝置,通電電解,然后通入 加以處理。下列說法不正確的是 ( )

A. 電解時陽極反應式為]

B. 電解時陰極反應式為

C. 當電解過程中有標準狀況下 22. 4L 的生成時,溶液中有 32g S析出(溶解忽略不計)

D. 整個過程中需要不斷補充

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列各組離子中,能在強酸溶液里大量共存,并且溶液呈無色透明的是(  )

A. MnO4-,K,Na,SO42- B. Na,K,HCO3-,Cl

C. Mg2+,NH4+,Cl,NO3- D. Ba2+,K,S2-,SO42-

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】常溫下,向50mL溶有0.1molCl2的氯水中滴加2mol/LNaOH溶液,得到溶液pH隨所加NaOH溶液體積的變化圖像如下。下列說法正確的是(

A.若apH=4,且c(Cl)=m c(ClO),則Ka(HClO)=

B.若x=100,b點對應溶液中:c(OH)c(H+),可用pH試紙測定其pH

C.若y=200,c點對應溶液中:c(OH)c(H+)=2c(Cl)c(HClO)

Db~c段,隨NaOH溶液的滴入,逐漸增大

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】市場上出售的飲料各種各樣,有不法商販為增加飲料口感和粘稠度,在飲料中加塑化劑,塑化劑的分子式為C16H22O4 ,不能作為食品添加劑。塑化劑屬于

A. 單質 B. 氧化物 C. 無機物 D. 有機物

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某學習小組同學為探究同周期或同主族元素性質的遞變規(guī)律,設計了如下系列實驗:

利用下圖裝置來驗證同主族元素非金屬性的變化規(guī)律:

(1)要證明非金屬性:Cl>I,在A中加濃鹽酸,B中加KMnO4(KMnO4與濃鹽酸常溫下反應生成氯氣),C中加淀粉碘化鉀混合溶液,觀察到C中溶液________________的現(xiàn)象,即可證明。干燥管D的作用是___________________。從環(huán)境保護的角度考慮,此裝置尚缺少尾氣處理裝置,可用___________溶液吸收尾氣。

(2)要證明非金屬性:C>Si,在A中加鹽酸,B中加CaCO3,C中加Na2SiO3溶液,將觀察到C中______________的現(xiàn)象。但老師認為,該現(xiàn)象不足以證明酸性強弱關系為碳酸>硅酸,請用文字敘述理由_______________________________。

因此應在B、D之間增加一個盛有足量____(選填下列字母:A.濃鹽酸 B.濃NaOH溶液C.飽和Na2CO3溶液 D.飽和NaHCO3溶液)的洗氣裝置。

改進后C中發(fā)生反應的化學方程式是___________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在10 L密閉容器中,1 mol A和3 mol B在一定條件下反應:A(g)+xB(g)2C(g),2 min后反應達到平衡時,測得混合氣體共3.4 mol,生成0.4 mol C,則下列計算結果正確的是

A. 平衡時,物質的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶11∶4

B. x值等于3

C. A的轉化率為20%

D. B的平均反應速率為0.4 mol·L-1·min-1

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列反應的離子方程式書寫正確的是( )

A.硫酸亞鐵溶液中通入氯氣 Fe2Cl2Fe3Cl

B.碳酸鎂跟稀硫酸反應:MgCO32H=Mg2H2OCO2

C.石灰乳與稀鹽酸反應OH-+H+= 2H2O

D.稀硫酸滴在銅片上:Cu+2H=Cu2+H2

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下圖所示與對應敘述相符的是

A. 圖甲表示一定溫度下FeSCuS的沉淀溶解平衡曲線,則Ksp(FeS)>Ksp(CuS)

B. 圖乙表示pH=2的甲酸與乙酸溶液稀釋時的pH變化曲線,則酸性:甲酸<乙酸

C. 圖丙表示用0.1000 mol·L-lNaOH溶液滴定25.00 mL鹽酸的滴定曲線,則 c(HCl)=0.0800 mol ·L-1

D. 圖丁表示反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)平衡時NH3體積分數(shù)隨起始n(N2)/n(H2)變化的曲線,則轉化率:αA(H2)=αB(H2)

查看答案和解析>>

同步練習冊答案