【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用。

(1)煙氣中的氮氧化物(NOx)可與甲烷在一定條件下反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害成分,從而消除污染。已知

反應(yīng)

反應(yīng)熱(H/kJ·mol-1)

平衡常數(shù)(K)

CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)

a

K1

N2(g)+O2(g)═2NO(g)

b

K2

CH4脫硝的熱化學(xué)方程式為CH4(g) + 4NO (g)CO2(g) + 2N2(g) + 2H2O ΔH=_________kJ/mol(a、b表示);平衡常數(shù)K3=_________(K1、K2表示)

(2)用活性炭還原法可以消除NO 的污染,發(fā)生的反應(yīng)為C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。1molNO 和足量的活性炭在T℃、容積恒定為2L的密閉容器中反應(yīng),經(jīng)過5min反應(yīng)達(dá)到平衡,測得NO的物質(zhì)的量為0.4mol。

①從反應(yīng)開始到5min,用氮?dú)獗硎镜钠骄磻?yīng)速率為_________。達(dá)到平衡后,向容器中再通入0.1molNO氣體和0.3molCO2氣體,則此平衡將_________(正向移動(dòng)”“不移動(dòng)逆向移動(dòng)”)。

②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_________(填標(biāo)號(hào))。

a.NON2的體積比保持不變

b.單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolNO的同時(shí)消耗nmolCO2

c.恒溫恒容條件下,反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變

d.恒容條件下,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

(3)某實(shí)驗(yàn)小組模擬4CO(g)2NO2(g) 4CO2(g)N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1凈化過程,一定溫度下,在2L的恒容密閉容器中,起始時(shí)按照甲、乙兩種方式進(jìn)行投料,經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài),測得甲中CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________;兩種方式達(dá)平衡時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù):甲______(“>=、<或不確定”)

0.2molNO2

0.1molNO2

0.4molCO

0.2molCO

【答案】a2b 0.03mol/(L.min) 逆向移動(dòng) d 10 >

【解析】

(1)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式,平衡常數(shù)=,依據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)計(jì)算分析平衡常數(shù)的關(guān)系;

(2)①根據(jù)NO的物質(zhì)的量變化計(jì)算NO的消耗速率,再由計(jì)量數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)速率之比計(jì)算N2的生成速率,根據(jù)QcK的關(guān)系判斷化學(xué)反應(yīng)的方向;

②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),vv,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為m,據(jù)此逐項(xiàng)分析;

(3)結(jié)合反應(yīng),列三段式求解平衡常數(shù),溫度不變,平衡常數(shù)不變,計(jì)算乙中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)。

(1) CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)K1=H=akJmol1;②N2(g)+O2(g)═2NO(g)K2=H=bkJmol1;依據(jù)蓋斯定律計(jì)算,①×2得到CH4脫硝的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+4NO(g)═CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l)△H=(a2b)kJmol1K3=;

(2) 1molNO 和足量的活性炭在TC、容積恒定為2L的密閉容器中反應(yīng),經(jīng)過5min反應(yīng)達(dá)到平衡,測得NO的物質(zhì)的量為0.4mol,則NO的消耗速率為v(NO)==0.06mol/(Lmin),再由計(jì)量數(shù)之比等于化學(xué)反應(yīng)速率之比,則N2的生成速率為v(NO)=0.03mol/(Lmin),

所以化學(xué)平衡常數(shù)K===916;

達(dá)到平衡后,向容器中再通入0.1molNO氣體和0.3molCO2氣體,則Qc==1825>K,所以平衡逆向移動(dòng);

aNON2的體積比取決于反應(yīng)物的通入量,反應(yīng)進(jìn)行的程度,不能通過NON2的體積比保持不變判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡,故a不符合題意;

b.單位時(shí)間內(nèi)生成2molNO的同時(shí)消耗1molCO2,說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡,不是nmolCO2,故b不符合題意;

c.恒溫恒容條件下,反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變,反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),整個(gè)反應(yīng)過程,體系壓強(qiáng)始終不變,不能通過壓強(qiáng)說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故c不符合題意;

d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為,反應(yīng)前后混合氣體總物質(zhì)的量n不變,混合氣體總質(zhì)量m改變,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量改變,當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量,一定可以說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡,故d符合題意;

故答案為:d

(3) 已知:4CO(g)2NO2(g) 4CO2(g)N2(g) 一定溫度下,在2L的恒容密閉容器中,經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài),測得甲中CO的轉(zhuǎn)化率為50%,列三段式

則甲中反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=10;條件不變的情況下,甲的投料比是乙的兩倍,即可認(rèn)為甲是乙達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng)促使平衡正向移動(dòng),N2的體積分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)增大。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】如圖為實(shí)驗(yàn)室制氫氣的簡易裝置。若在加稀硫酸時(shí),發(fā)現(xiàn)鋅粒與稀硫酸沒有接觸而稀硫酸又不夠了,為使該反應(yīng)順利進(jìn)行,則可以從長頸漏斗中加入的試劑是

①食鹽水 KNO3溶液 ③適量稀硫酸銅溶液 Na2CO3溶液 CCl4 ⑥濃氨水

A.①③⑤B.①②⑥C.①②⑤D.①②④

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(1)C離子的電子式是_________

(2)具有相同空間構(gòu)型的粒子____________,E分子的空間構(gòu)型為________________性分子。

(3)分別寫出A+D反應(yīng)、B+E反應(yīng)的離子方程式_____________、_____________。

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【題目】20 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中加入少量KI溶液:。H2O2+I-=H2O+IO;ⅱ.H2O2+IO= H2O+O2+ I。H2O2分解反應(yīng)過程中能量變化和不同時(shí)刻測得生成O2的體積(已折算標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下。

t/min

0

5

10

15

20

V(O2)/mL

0.0

12.6

20.16

28.0

32.7

下列判斷不正確的是

A. 從圖中可以看出,KI能增大H2O2的分解速率

B. 反應(yīng)ⅰ是放熱反應(yīng),反應(yīng)ⅱ是吸熱反應(yīng)

C. 0~10 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)≈9.0×10-3 mol/(L·min)

D. H2O2在反應(yīng)過程中既體現(xiàn)了氧化性,又體現(xiàn)了還原性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圖是恒壓密閉容器,圖是恒容密閉容器。當(dāng)其它條件相同時(shí)、中都分別加入2molX2molY,開始時(shí)容器的體積均為VL,發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡狀態(tài):2X(?)+ Y(?)a Z(g)

此時(shí)Ⅰ中X、YZ的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2。下列判斷不正確的是

A. 物質(zhì)Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)a =1

B. XY均為氣態(tài),則在平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率:Ⅰ>Ⅱ

C. 若Ⅱ中氣體的密度如圖Ⅲ所示,則XY中只有一種為氣態(tài)

D. X為固態(tài)、Y為氣態(tài),則Ⅰ、Ⅱ中從開始到平衡所需的時(shí)間:Ⅰ>Ⅱ

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知常溫下Ka(CH3COOH)>Ka(HClO)、Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。下列分析不正確的是( )

A.10 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液逐滴滴加到10 mL 0.1 mol/L鹽酸中:c(Na)c(Cl)c(CO32)c(HCO3)

B.現(xiàn)有①200 mL 0.1 mol/L NaClO溶液,②100 mL0.1 mol/L CH3COONa溶液,兩種溶液中的陰離子的物質(zhì)的量濃度之和:②>①

C.0.1 mol/L NH4Cl溶液中加入少量NH4Cl固體:比值減小

D.AgBrAgCl的飽和溶液等體積混合,再加入足量AgNO3濃溶液:產(chǎn)生的AgCl沉淀多于AgBr沉淀

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2—CaO作電解質(zhì),利用下圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中,正確的是

A. TiO2制得1 mol金屬Ti,理論上外電路轉(zhuǎn)移2 mol電子

B. 陽極的電極反應(yīng)式為C2O24e===CO2

C. 在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量減少

D. 若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,接線柱應(yīng)連接Pb電極

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溶液中只可能含有、、、、、中的若干種離子,且所含有的離子濃度均為。某同學(xué)為確定其成分,進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn):

下列說法正確的是( )

A.無法確定原試液中是否含有、

B.濾液X中大量存在的陽離子有

C.無法確定沉淀C的成分

D.原溶液中存在的離子為、、

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【題目】一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒,得到CO、CO2和水的總質(zhì)量為27.6g,若其中水的質(zhì)量為10.8g,則CO的質(zhì)量是( )

A. 1.4gB. 2.2gC. 4.4gD. 2.2g4.4g之間

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