【題目】含氮化合物對(duì)環(huán)境、生產(chǎn)和人類生命活動(dòng)等具有很大的影響。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題
(1)利用某分子篩作催化劑,NH3可脫除工廠廢氣中的NO、NO2,反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。A包含物質(zhì)為H2O和___________(填化學(xué)式)
(2)已知:4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) △H1=-a kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) △H2=-b kJ/mol
H2O(l)=H2O(g) △H3=+c kJ/mol
則反應(yīng)4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)的△H=___________ kJ/mol
(3)工業(yè)上利用氨氣生產(chǎn)氫氰酸(HCN的反應(yīng)為:CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g ) △H>0
①其他條件一定,達(dá)到平衡時(shí)NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件X變化的關(guān)系如圖甲所示。則X可以是___________(填字母序號(hào))
a.溫度 b.壓強(qiáng) c.催化劑 d.
②在一定溫度下,向2L密閉容器中加入 n mol CH4和2 moI NH3,平衡時(shí)NH3體積分?jǐn)?shù)隨n變化的關(guān)系如圖乙所示。
a點(diǎn)時(shí),CH4的轉(zhuǎn)化率為___________%;平衡常數(shù):K(a)_____K(b)(填“>”“=”或“<”)。
(4)肌肉中的肌紅蛋白(Mb)與O2結(jié)合生成MbO2,其反應(yīng)原理可表示為: Mb(ag)+O2(g)MbO2(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為:。在37℃條件下達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得肌紅蛋白的結(jié)合度(a)與P(O2)的關(guān)系如圖丙所示[]。研究表明正反應(yīng)速率ν正=k正·c(Mb) · P(O2),逆反應(yīng)速率ν逆=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù))。
①試寫出平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆之間的關(guān)系式為K=___________(用含有k正、k逆的式子表示)。
②試求出圖丙中c點(diǎn)時(shí),上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________kPa-1。已知k逆=60s-1,則速率常數(shù)k正=___________s-1·kPa-1。
【答案】N2 bd 25 = 2 120
【解析】
(1)根據(jù)流程圖,可知NH3與廢氣中的NO、NO2反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)夂退?/span>
(2)根據(jù)蓋斯定律,將已知的三個(gè)熱化學(xué)方程式疊加,就得到相應(yīng)的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
(3)①CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g ) △H>0的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),根據(jù)X越大,NH3的轉(zhuǎn)化率越小分析影響因素;
②根據(jù)加入2molNH3、2molCH4時(shí),利用三段式法,結(jié)合平衡時(shí)氨氣含量是30%,計(jì)算出各種物質(zhì)的平衡物質(zhì)的量,再結(jié)合反應(yīng)時(shí)二者消耗關(guān)系,可計(jì)算CH4的轉(zhuǎn)化率;并根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義計(jì)算此時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù);
(4)①根據(jù)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),V正=V逆,結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算K與K正、K逆的關(guān)系;
②將P(O2)=4.5kPa,肌紅蛋白的結(jié)合度(a)是90%,帶入平衡常數(shù)表達(dá)式可得K;將K=中的K、k逆帶入可得k正。
(1)根據(jù)流程圖可知NH3與廢氣中的NO、NO2反應(yīng),最終產(chǎn)生無(wú)毒無(wú)害的氮?dú)夂退?/span>
(2)①4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) △H1=-a kJ/mol
②4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) △H2=-b kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) △H3=+c kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,將(①×2+②×3-③×30)×,整理可得4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H=kJ/mol;
(3)①反應(yīng)CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g )的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),根據(jù)圖象可知:X越大,氨氣的轉(zhuǎn)化率越小。
a.升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的正反應(yīng)方向移動(dòng),使氨氣的轉(zhuǎn)化率增大,a錯(cuò)誤;
b.增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動(dòng),使氨氣的轉(zhuǎn)化率降低,b正確
c.催化劑只能改變反應(yīng)速率,但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),因此對(duì)氨氣的轉(zhuǎn)化率無(wú)影響,c錯(cuò)誤;
d.增大,相對(duì)來(lái)說(shuō)氨氣增大的多,平衡正向移動(dòng),但平衡移動(dòng)消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于加入氨氣的量,所以氨氣的轉(zhuǎn)化率降低,d正確;
故合理選項(xiàng)是ad;
②對(duì)于反應(yīng):CH4(g) + NH3(g)HCN(g)+3H2(g ),假設(shè)反應(yīng)消耗CH4物質(zhì)的量為x
開始(mol) 2 2 0 0
轉(zhuǎn)化(mol) x x x 3x
平衡(mol) 2-x 2-x x 3x
根據(jù)圖象可知在平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)是30%,可得=30%,解得x=0.5,則a點(diǎn)時(shí),CH4的轉(zhuǎn)化率為=25%;
由于溫度不變,所以無(wú)論是在線上任何一點(diǎn),化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)都不變,因此K(a)=K(b);
(4)①可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),V正=V逆,由于ν正=k正·c(Mb)· P(O2),ν逆=k逆·c(MbO2),所以k正·c(Mb)· P(O2)= k逆·c(MbO2),,而反應(yīng)Mb(ag)+O2(g)MbO2(aq)的平衡常數(shù)K=;
②將C點(diǎn)時(shí),P(O2)=4.5,肌紅蛋白的結(jié)合度(a)是90%帶入平衡常數(shù)表達(dá)式中可得K==2;
K=,由于K=2,k逆=60s-1帶入該式子,可得k正=Kk逆=2×60s-1=120s-1。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分,單質(zhì)硅及其化合物具有廣泛的用途。完成下列填空:
(1)某些硅酸鹽具有篩選分子的功能。一種硅酸鹽的組成為:M2O·R2O3·2SiO2·nH2O,已知元素M、R均位于元素周期表的第3周期,兩元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為24。
①寫出M原子核外能量最高的電子的電子排布式:___________。
②常溫下,不能與R單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是_______(選填序號(hào))。
a.CuCl2溶液 b.Fe2O3 c.濃硫酸 d.NaOH溶液 e.Na2CO3固體
(2)氮化硅(Si3N4)陶瓷材料硬度大、熔點(diǎn)高?捎上铝蟹磻(yīng)制得:SiO2+C+N2Si3N4+CO
①Si3N4中氮元素的化合價(jià)為-3,請(qǐng)解釋Si3N4中氮元素化合價(jià)為負(fù)價(jià)的原因__________________。
②C3N4的結(jié)構(gòu)與Si3N4相似,請(qǐng)比較二者熔點(diǎn)高低,并說(shuō)明理由:______________________。
③配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向。_______________。
(3)一種用工業(yè)硅(含少量鐵、銅等金屬的氧化物)制備Si3N4的主要流程如下:
①將工業(yè)硅粉碎的目的是______________________________。
②適量的H2是為了排盡設(shè)備中的空氣,但H2在高溫下也能還原工業(yè)硅中的某些金屬化物。可能是______(選填:“鹽酸”“硝酸”或“硫酸”),理由是_____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】抗結(jié)腸炎藥物Y結(jié)構(gòu)如圖所示,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 該有機(jī)物既能和酸反應(yīng)又能和堿反應(yīng)
B. 1mol該有機(jī)物可以和2molNaOH發(fā)生反應(yīng)
C. 該有機(jī)物可以發(fā)生縮聚反應(yīng)
D. 該有機(jī)物不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)性質(zhì)的比較中,不正確的是
A. 硬度由大到。航饎偸咎蓟瑁揪w硅
B. 晶格能:NaBr<NaCl<MgO
C. 鍵的極性:N-H<O-H<F-H
D. 熔點(diǎn):
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:常溫下,Ksp(CuS)=1.0×10-36,K sp(HgS)=1.6×10-52;pM=-lgc(M2+)。常溫下,向10.0mL0.20mol·L-1Cu(NO3)2溶液中逐滴滴加0.10mo l·L-1Na2S溶液,溶液中pM與加入Na2S溶液的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. V0=20.0mL,m=18
B. 若c[Cu(NO3)2]=0.01mol·L-1,則反應(yīng)終點(diǎn)可能為e點(diǎn)
C. a、b、d三點(diǎn)中,由水電離的c(H+)和c(OH-)的積最大的為b點(diǎn)
D. 相同條件下,若用等濃度等體積的Hg(NO3)2溶液代替上述Cu(NO3)2溶液,則反應(yīng)終點(diǎn)b向c方向移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鈹及其化合物的應(yīng)用正日益被重視。
(l)最重要的含鈹?shù)V物是綠柱石,含2%鉻(Cr)的綠柱石即為祖母綠。基態(tài)Cr原子價(jià)電子的軌道表示式為______________________________。
(2)鈹與相鄰主族的鋁元素性質(zhì)相似。下列有關(guān)鈹和鋁的敘述正確的有_____(填標(biāo)號(hào))。
A.都屬于p區(qū)主族元素 B.電負(fù)性都比鎂大
C.第一電離能都比鎂大 D.都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)
(3)鈹、鎂晶體都是由金屬原子密置層在三維空間堆積而成(最密堆積)。鈹?shù)娜埸c(diǎn)比鎂的熔點(diǎn)高,原因是_____________________________________________________。
(4)氯化鈹在氣態(tài)時(shí)存在BeC12分子(a)和二聚分子(BeCl2)2(b),固態(tài)時(shí)則具有如圖所示的鏈狀結(jié)構(gòu)(c)。
①a屬于_____“極性”或“非極性”)分子。
②b中Be原子的雜化方式相同,且所有原子都在同一平面上。b 的結(jié)構(gòu)式為________(標(biāo)出配位鍵)。
③c中Be原子的雜化方式為_____。
④氯化鈹晶體中存在的作用力有_____(填標(biāo)號(hào))。
A.范德華力 B.σ鍵 C.極性鍵 D.非極性鍵 E.離子鍵
(5)BeO立方晶胞如圖所示。
①BeO晶體中,O2﹣的配位數(shù)為_____。
②若BeO晶體的密度為dg/cm3,BeO的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則晶胞參數(shù)a=_______________ cm (列出計(jì)算式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下面是A~G七種元素的電子排布
試由上述元素構(gòu)成的物質(zhì)的化學(xué)式回答:
(1)寫出四種常見的由非極性鍵形成的雙原子分子_____,
(2)寫出三種由極性鍵形成的雙原子分子___________,
(3)寫出由極性鍵構(gòu)成的直線形的三原子分子__,
(4)寫出由三原子以極性鍵構(gòu)成的空間構(gòu)型為V形的三原子分子__,其電子式為___,
(5)寫出一種由三個(gè)原子組成的既含離子鍵又含共價(jià)鍵的化合物___,其電子式為__________。
(6)寫出一種既含離子鍵又含非極性鍵的化合物_____,其電子式為______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】美國(guó)的丹尼爾·諾切拉博士公布了自己團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“人造樹葉”,它可以與燃料電池共同構(gòu)成一個(gè)新的發(fā)電裝置——太陽(yáng)能燃料電池,工作原理如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是
A.太陽(yáng)能燃料電池的優(yōu)點(diǎn)為無(wú)論天氣如何,均能持續(xù)供應(yīng)電能,并且實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的“零排放”
B.圖A中塑料薄膜上部的反應(yīng)為2H++2e-H2↑
C.圖B燃料電池工作時(shí)的負(fù)極反應(yīng)物為O2
D.“人造樹葉”上發(fā)生的反應(yīng)為6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】V L Fe2(SO4)3溶液中含有ag SO42-,取此溶液0.5V L,用水稀釋至2V L,則稀釋后溶液中Fe3+的物質(zhì)的量濃度為( )
A.mol·L-1B.mol·L-1C.mol·L-1D.mol·L-1
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