【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。
霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活,其中氮氧化物(NOx)是形成霧霾天氣的重要因素。
(1)已知①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181.5 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-392.5 kJ·mol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ·mol-1
請寫出NO與CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________________________。
(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,用氮氣表示的平均反應(yīng)速率為_________。達到平衡后,向容器中再通入0.1molNO氣體和0.3molCO2氣體,則此平衡將_________(填“正向移動”“不移動”或“逆向移動”)。
②能判斷該反應(yīng)一定達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_________(填標(biāo)號)。
a.NO和N2的體積比保持不變
b.單位時間內(nèi)生成2nmolNO的同時消耗nmolCO2
c.恒溫恒容條件下,反應(yīng)體系的壓強不再發(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)N2O4 與NO2之間存在反應(yīng),N2O4(g)2NO2(B) △H=QkJ·mol-1。將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中,測得其平衡轉(zhuǎn)化率[a(N2O4)] 隨溫度變化如圖所示。
如圖中a點對應(yīng)溫度下,已知N2O4的起始壓強P0為220kPa,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________ (小數(shù)點后保留兩位數(shù)字,用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)硝酸銀溶液和連二次硝酸鈉溶液混合,可以得到黃色的連二次硝酸銀沉淀,向該分散系中滴加硫酸鈉溶液,當(dāng)白色沉淀和黃色沉淀共存時,分散系中C(NO22-)/C(SO42-)
=_________!己知Ksp(Ag2N2O2)=4.2×10-9,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5】
(5)用石墨為電極,利用如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-,則陰極的電極反應(yīng)式是____________________________。
【答案】 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-745.5kJ·mol-1 0.03mol/L.min) 逆向移動 ad 234.67Kpa 3.0×10-4 NO+6H++5e-=NH4++H2O
【解析】(1)①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+181.5 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-392.5kJ·mol-1③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221 kJ·mol-1
依據(jù)蓋斯定律計算②×2-①-②得到熱化學(xué)方程式 2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-745.5kJmol-1 ,正確答案:NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-745.5kJmol-1
(2) C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
開始(mol/L) 0.50 0 0
反應(yīng)(mol/L) 0.30 0.15 0.15
3min(mol/L) 0.20 0.15 0.15
V(N2)=0.15mol·L-1/5min=0.03 mol·L-1min-1,從反應(yīng)開始到5min用氮氣表示的平均反應(yīng)速率為V(N2)=0.03mol/L.min;
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
開始(mol/L) 0.50 00
轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.30 0.15 0.15
平衡(mol/L) 0.20 0.15 0.15
原平衡的平衡常數(shù)K=C(N2)C(CO2)/C2(NO)=0.15×0.15/(0.2)2=0.5625
向容器中再通入0.1molNO氣體和0.3molCO2氣體,
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
開始(mol/L) 0.250 0.150.3
Qc= C(N2)C(CO2)/C2(NO)=0.15×0.3/(0.25)2=0.72>K,平衡逆向移動;
②根據(jù)反應(yīng)方程式C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),當(dāng)NO與N2的體積比不再改變,即組成的各組分不再改變,達化學(xué)平衡狀態(tài),所以a可以;生成2nmolNO,不管是否達化學(xué)平衡狀態(tài)都一定消耗nmolCO2,所以b不可以作為平衡狀態(tài)判斷的依據(jù),b錯誤;根據(jù)方程式可知,反應(yīng)前后氣體的體積不變,所以壓強始終不改變,壓強不可以作為判斷平衡的依據(jù),c錯誤;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,但氣體的總質(zhì)量在改變,平均相對分子質(zhì)量=m總/n總,當(dāng)氣體總質(zhì)量不再改變,說明混合氣體中各組分不再改變,總質(zhì)量不變,物質(zhì)的量一定,即平均摩爾質(zhì)量不變,相對分子質(zhì)量不變,所以d可以作為是否達平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),d正確,正確答案是ad;
(3) 假設(shè)起始的N2O41mol
N2O4(g)2NO2
開始(mol) 1 0
轉(zhuǎn)化(mol) 0.4 0.8
平衡(mol) 0.6 0.8
n(總)=1.4mol,,所以P(總壓)=1.4mol×P0=308Kpa,根據(jù)題干提供的信息:分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),所以分壓P(N2O4)=132KPa,P(NO2)=176KPa,K=生成物分壓冪之積/反應(yīng)物分壓冪之積=[P(NO2)/P0]2/[P(N2O4)/P0]=234.67KPa;
(4)根據(jù)題干信息:當(dāng)兩種沉淀共存時,有:C(N2O22-)/C(SO42-)=[C2(Ag+)C(N2O22-)]/[C2(Ag+)C(SO42-)]= Ksp(Ag2N2O2) /Ksp(Ag2SO4)= 3.0×10-4,所以C(N2O22-)/C(SO42-)= 3.0×10-4;
(5)根據(jù)圖示,NO得到電子生成NH4+,在陰極發(fā)生還原反應(yīng),所以陰極的電極反應(yīng)式:NO+6H++5e-=NH4++H2O。
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【題目】I(化學(xué)反應(yīng)原理)
恒溫恒容下,將2mol氣體A和2mol氣體B通入體積為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min后反應(yīng)達到平衡狀態(tài),此時剩余1.2mol B,并測得C的濃度為1.2mol/L。
(1)從開始反應(yīng)到平衡狀態(tài),生成C的平均反應(yīng)速率為__________。
(2)x=_________,該反應(yīng)的化學(xué)平衡表達式為________________。
(3)A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為________。
(4)下列各項可作為該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_______ (填字母)。
A.壓強不再變化 B.氣體密度不再變化
C.氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化 D. A的消耗速率與B的消耗速率之比為2:1
II (化學(xué)與生活)
保持營養(yǎng)平衡、科學(xué)使用食品添加劑并合理使用藥物,有助于健康和提高人體自身免疫力.
①如圖為某品牌雞精標(biāo)簽的一部分,其中能水解生成氨基酸的配料是________,屬于著色劑的是_____,屬于防腐劑的是____________。
②在一支盛有2mL2%淀粉溶液的試管中滴入2滴碘水.溶液呈藍色,再滴入維生素C的水溶液,溶液顏色變化是__________,該實驗說明維生素C具有___________性(選填:“酸”、“氧化”或“還原”)。
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【題目】單質(zhì)碘在水中的溶解度較小,且溶解較慢。實驗室配制碘水時,往往將碘單質(zhì)加入稀KI溶液中。該溶液中存在平衡: 。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化規(guī)律如圖所示。下列說法中,正確的是
A. 向上述體系中加入CCl4,平衡不移動
B. 25 C時,向上述體系中加入少量I2,平衡向右移動,平衡常數(shù)大于680
C. 該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為
D. 該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
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【題目】下列過程屬于放熱反應(yīng)的是( )
A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)B.濃硫酸的稀釋
C.碳酸鈣高溫分解D.鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)
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【題目】碳和硅是自然界中大量存在的元素,硅及其化合物是工業(yè)上最重要的材料。粗硅的制備有二種方法:
方法一:SiO2+2CSi+2CO↑ 方法二:SiO2+2MgSi+2MgO (可能用到的相對原子質(zhì)量:B-11 P-31)
(1)基態(tài)硅原子中存在____________對自旋相反的電子,基態(tài)Mg的最外層電子所占據(jù)的能級的電子云能廓圖是________。
(2)上述反應(yīng)中所有元素第一電離能最小的元素是________(填元素符號)。
(3)試比較C(金剛石),晶體Si,CO三種物質(zhì)的熔沸點從高到低的順序___________________,試解釋原因:____________________。
(4)CO在配合物中可作為配體,在Cr(CO)6配合物中配原子是________(填元素符號)1mol該配合物中含有π鍵的數(shù)目_________。
(5)SiO2晶跑(如下圖)可理解成將金剛石晶胞(如下圖)中的C原子置換成Si原子,然后在Si-Si之間插入O原子而形成。
①推測SiO2晶胞中Si采用________雜化,O-Si-O的鍵角________________。
②SiO2晶跑中,含有Si原子____________個和O原子______________個。
③假設(shè)金剛石晶胞的邊長為apm,試計算該晶胞的密度_________g/cm3(寫出表達式即可)。
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【題目】2020年6月5日世界環(huán)境日主題為“關(guān)愛自然,刻不容緩”,人們應(yīng)具備綠色化學(xué)的理念,下列說法錯誤的是( )
A.盡可能使用無毒無害的原材料
B.盡可能減少生產(chǎn)過程中的能量消耗
C.治理產(chǎn)生的污染優(yōu)于防治污染的產(chǎn)生
D.盡可能采用對人類和環(huán)境低毒或無毒的合成路線
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【題目】一種可連續(xù)使用的鋰電池結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有關(guān)該電池放電時的說法正確的是
A. 電子由Li電極經(jīng)Li+透過膜進入Fe2+、Fe3+的水溶液移向Ti電極
B. Ti電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:Fe3+ + e- = Fe2+
C. Li+透過膜除允許Li+通過外,還允許H2O分子通過
D. 貯罐中發(fā)生的離子反應(yīng)為:S2O82- + 2Fe3+ = 2Fe2+ + 2SO42-
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【題目】下列變化中只有通過還原反應(yīng)才能實現(xiàn)的是( )
A. Fe3+→Fe2+B.Mn2+→MnO4-C.Cl-→Cl2D.N2O3→HNO2
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【題目】室溫下,用0.10mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10 mol·L-1的CH3COOH 溶液和HCN溶液所得滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是
A. 當(dāng)加入10mLNaOH時:c(CH3COOH)>c(HCN)
B. 點③和點④所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
C. 已知室溫下某堿AOH的Kb=1×10-9,則ACN的水溶液呈堿性
D. 點②和點③所示溶液中都有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
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