【題目】硝酸是一種重要的化工原料,工業(yè)上采用氨催化氧化法制備,生產過程中發(fā)生的反應有:
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=-1169.2 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-114.2 kJ/mol
3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g) ΔH3=-71.7kJ/mol
回答下列問題:
(1)NH3(g)+2O2(g)=HNO3(aq)+H2O(l)的ΔH=___________kJ/mol。
原料氣體(NH3、O2)在進入反應裝置之前,必須進行脫硫處理。其原因是________。
(2)研究表明2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反應歷程分兩步:
(a)2NO(g) N2O2(g)(快) (b)N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) (慢)
①該反應的速率由b步決定,說明b步反應的活化能比a步的_____(填“大”或“小”)。
②在恒容條件下,NO和O2的起始濃度之比為2:1,反應經歷相同時間,測得不同溫度下NO轉化為NO2的轉化率如右圖,則150℃時,v正____v逆(填“>”或“<”)。若起始c(O2)=5.0×104mol·L1,則380℃下反應達平衡時c(O2)=_______ mol·L1。
(3)T1溫度時,在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應2NO+O2=2NO2,實驗測得:v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)c(O2),v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。容器中各反應物和生成物的物質的量隨時間變化如圖所示:
①下列說法能表明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)
A.混合氣體的密度不變
B.混合氣體的顏色不變
C.k正、k逆不變
D.2v正(O2)=v逆(NO2)
②化學平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆的數(shù)學關系式K=___________。
③溫度為T1時的化學平衡常數(shù)K=_________。若將容器的溫度變?yōu)?/span>T2時k正=k逆,則T2 _______T1(填“>” “<”或“=”)。
【答案】- 413.8 防止催化劑中毒,影響生產效率 b > 2.5×104mol·L1 BD 160 >
【解析】
⑴利用蓋斯定律求算焓變,脫硫處理主要目的是防止催化劑中毒,影響生產效率;
⑵①活化能越大,反應速率越慢,活化能越小,反應速率越慢;
②開始階段正在建立平衡的階段,最高點以后是溫度影響平衡移動,在150℃時,處于建立平衡的階段,正反應速率大于逆反應速率,因此v正>v逆,利用三步走進行計算;
⑶①利用判斷化學平衡狀態(tài)的標志進行判斷,再利用正逆反應速率相等得出化學平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆的數(shù)學關系,再根據(jù)圖中數(shù)據(jù)進行計算K和判斷T2 與T1相對高低。
⑴將第1個方程式乘以0.25,加上第二個方程式的0.75倍,加上第3個方程式的0.5倍,得出NH3(g)+2O2(g)=HNO3(aq)+H2O(l)的ΔH= (-1169.2)×0.25 +(-114.2)×0.75 + (-71.7)×0.5 = - 413.8 kJ/mol,原料氣體(NH3、O2)在進入反應裝置之前,必須進行脫硫處理。其原因是防止催化劑中毒,影響生產效率,故答案為:- 413.8;防止催化劑中毒,影響生產效率;
⑵①活化能越大,反應速率越慢,活化能越小,反應速率越慢,因此b步反應的活化能比a步的大,故答案為:b;
②開始階段正在建立平衡的階段,最高點以后是溫度影響平衡移動,在150℃時,處于建立平衡的階段,正反應速率大于逆反應速率,因此v正>v逆,
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
開始(mol·L1):1.0×103 5.0×104 0
轉化(mol·L1):5.0×104 2.5×104 5.0×104
平衡(mol·L1):5.0×104 2.5×104 5.0×104
因此380℃下反應達平衡時c(O2)=2.5×104mol·L1,故答案為:>;2.5×104mol·L1。
⑶①A選項,,氣體密度不變,容器體積不變,混合氣體的密度始終不變,故A不能作為判斷平衡標志;
B選項,二氧化氮是紅棕色,當混合氣體的顏色不變達到平衡,故B能作為判斷平衡標志;
C選項,k正、k逆只與溫度有關,恒溫,k正、k逆始終不變,故C不能作為判斷平衡標志;
D選項,2v正(O2)=v逆(NO2),一個正向,一個逆向移動,速率之比等于計量系數(shù)之比,故D能作為判斷平衡標志。
綜上所述,答案為BD。
②k正c2(NO)c(O2) = k逆c2(NO2),化學平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆的數(shù)學關系式K=,故答案為:。
③根據(jù)圖像c(NO) =0.2 mol,c(O2) =0.2 mol,c(NO2) =0.8 mol,溫度為T1時的化學平衡常數(shù),若將容器的溫度變?yōu)?/span>T2時k正=k逆,K = 1,反應為放熱反應,則升溫平衡常數(shù)減小,則T2 >T1,故答案為:160;>。
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【題目】Q、W、X、Y、Z都是短周期主族元素,X、Y、Q在周期表中的位置關系如圖所示,W、Z的最外層電子數(shù)相同,Z的核電荷數(shù)是W的2倍,則下列說法不正確的是( )
ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA |
Q | |||
X | Y |
A.非金屬性:
B.原子半徑:
C.最高價氧化物對應水化物的堿性:
D.最簡單氫化物的穩(wěn)定性:
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【題目】已知25 ℃時有關弱酸的電離平衡常數(shù)見下表:
弱酸化學式 | HA | H2B |
電離平衡常數(shù)(25 ℃) | Ka=1.7×10-6 | Ka1=1.3×10-3 Ka2=5.6×10-8 |
則下列有關說法正確的是( )
A.NaHB溶液中部分微粒濃度的大小為:c(Na+)>c(HB-)>c(B2-)>c(H2B)
B.等物質的量濃度的各溶液pH關系為:pH(Na2B)>pH(NaHB)>pH(NaA)
C.向Na2B溶液中加入足量的HA溶液發(fā)生反應的離子方程式為:B2-+2HA=2A-+H2B
D.將a mol/L的HA溶液與a mol/L的NaA溶液等體積混合,混合液中:c(Na+)>c(A-)
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【題目】已知X、Y、Z均為主族元素,分析表中數(shù)據(jù),判斷下列說法正確的是(a≠b)( )
元素 | X | Y | Z |
最外層電子數(shù) | a | b | a |
原子半徑/nm | 0.154 | 0.130 | 0.211 |
A.X與Y位于同一主族,且X在Y的上一周期
B.X與Z位于同一主族,且X在Z的下一周期
C.X與Z位于同一周期,且X的原子序數(shù)小于Z的原子序數(shù)
D.X與Z位于同一主族,且X的原子序數(shù)小于Z的原子序數(shù)
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【題目】用“”或“”回答下列問題。
(1)酸性:H2CO3 ______H2SiO3,H2SiO3 ______H3PO4。
(2)堿性:Ca(OH)2 ______Mg(OH)2,Mg(OH)2 ______Al(OH)3。
(3)簡單氫化物的穩(wěn)定性:H2O ______H2S,H2S ______HCl。
(4)還原性:H2O ______H2S,H2S ______HCl。
(5)酸性:H2SO4 ______H2SO3,HClO4 ______HClO。
(6)從以上答案中可以歸納出:
①元素的非金屬性越強,其最高價氧化物對應的水化物的酸性越______;
②元素的金屬性越強,其最高價氧化物對應的水化物的堿性越______;
③元素的______性越強,其對應簡單氫化物的穩(wěn)定性越強;
④非金屬性越強的元素生成的簡單氫化物的還原性越______;
⑤同種非金屬元素形成的氧化物對應的水化物,其成酸元素的價態(tài)越高,其酸性越______。
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【題目】固體的化學式為,它的所有原子的最外層都符合相應稀有氣體原子的最外電子層結構,則下列有關說法不正確的是
A.中既有離子鍵又有共價鍵B.的熔、沸點高于
C.中含有鍵D.形成的晶體是離子晶體
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【題目】有、、三種晶體,分別由、、、四種元素中的一種或幾種形成,對這三種晶體進行實驗,結果如表所示。
晶體 | 熔點/℃ | 硬度 | 水溶性 | 導電性 | 水溶液與反應 |
801 | 較大 | 易溶 | 水溶液(或熔融)導電 | 白色沉淀 | |
3500 | 很大 | 不溶 | 不導電 | 不反應 | |
很小 | 易溶 | 液態(tài)不導電 | 白色沉淀 |
(1)晶體的化學式分別為______;______。
(2)晶體的類型分別為______;______,______。
(3)、晶體中粒子間的作用力分別為______、______。
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【題目】已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。25℃時,調節(jié)初始濃度為1.0molL-1的Na2CrO4溶液的pH(忽略溶液體積變化),測定平衡時溶液中c(Cr2O72-)和c(H+),獲得如圖所示的曲線。下列說法不正確的是( )
A.平衡時,pH越小,c(Cr2O72-)越大
B.A點CrO42-的平衡轉化率為50%
C.A點CrO42-轉化為Cr2O72-反應的平衡常數(shù)K=1014
D.平衡時,若溶液中c(Cr2O72-)=c(CrO42-),則c(H+)>2.0×10-7mol·L-1
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【題目】鐵、鈷、鎳為第四周期第Ⅷ族元素,它們的性質非常相似,也稱為鐵系元素. 鐵、鈷、鎳都是很好的配位化合物形成體.
(1)[Co(H2O)6]2+在過量氨水中易轉化為[Co(NH3)6]2+。H2O 和 N H3 中與 Co2+配位能力較強的是_____,[Co(H2O)6]2+中 Co2+的配位數(shù)為___;從軌道重疊方式看,NH3 分子中的化學鍵類型為___ , H2O 分子的立體構型為___。
(2)鐵、鎳易與一氧化碳作用形成羰基配合物,中心原子價電子數(shù)與配位體提供的成鍵電子數(shù) 遵循 18e-規(guī)則。如:Fe(CO)5,則鎳與 CO 形成的配合物化學式為_________。常溫下 Fe(CO)5 為 黃色油狀液體,則 Fe(CO)5 固態(tài)為_____晶體。Fe(CO)5 晶體中存在的作用力有___,寫出與 CO 互為等電子體的一種陰離子的離子符號_____,Fe(CO)5 中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為______。
(3)一種鐵單質其晶胞與鈉、鉀晶胞相同,如果該鐵單質的晶胞參數(shù)為 a cm,則相距最近的兩 個鐵原子核間距為_____cm (用含 a 的式子表示)。
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