【題目】氮氧化合物是目前造成大氣污染的主要氣體,而汽車尾氣中就含有NO 等多種污染氣體。汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng)所致。請結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題:
(1) 已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H1=+67.8 kJ/mol
2NO2(g)O2(g)+2NO(g) △H2=+116.2 kJ/mol
則N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=_________kJ/mol;汽車啟動后,氣缸溫度越高,單位時間內(nèi)NO 的排放量越大,分析其原因為_____________
(2) 若反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)是在恒容條件下進(jìn)行,下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________
a.2υ正(N2)= υ逆(NO) b.混合氣體密度不變
c.生成1molO2的同時生成2molNO d.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變
(3) 汽車尾氣凈化反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H= -746.5 kJ/mol,若將0.20molNO和0.10molCO充入一個容積恒定為1L 的密閉容器中,在不同條件下,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示:
①該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件為_____ (填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”);
②在6~9 min 內(nèi),以CO 表示的平均反應(yīng)速率 υ(CO)=________mol·L-l·min-1;
③第12min時改變的反應(yīng)條件為_________ (填“升高溫度”或“降低溫度”);
④反應(yīng)在第24min時的平衡常數(shù)K=____________(只列出計算式,無需計算結(jié)果),若保持溫度不變,再向容器中充入CO、N2 各0.060mol,平衡將_________移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
【答案】 +184.0 溫度升高,反應(yīng)速率加快;且溫度升高有利于平衡正向移動 ac 低溫 0.0067 升高溫度 逆向
【解析】試題分析:本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的標(biāo)志、化學(xué)平衡圖像的分析、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的計算、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判斷。
(1)對反應(yīng)編號,N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H1=+67.8kJ/mol(①式)
2NO2(g)O2(g)+2NO(g)△H2=+116.2kJ/mol(②式)
應(yīng)用蓋斯定律,將①式+②式得,N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=ΔH1+ΔH2=(+67.8kJ/mol)+(+116.2kJ/mol)=+184.0kJ/mol。汽車啟動后,氣缸溫度越高,單位時間內(nèi)NO的排放量越大,其原因是:溫度升高,反應(yīng)速率加快;且溫度升高有利于平衡正向移動。
(2)a項,2υ正(N2)=υ逆(NO)表示正、逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);b項,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,混合氣體的總質(zhì)量始終不變,在恒容容器中,混合氣體的密度始終不變,混合氣體的密度不變不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);c項,生成1molO2一定消耗2molNO,生成1molO2的同時生成2molNO,說明各物質(zhì)的濃度保持不變,能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);d項,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,混合氣體的總質(zhì)量始終不變,該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,建立平衡過程中氣體分子總物質(zhì)的量始終不變,混合氣體平均相對分子質(zhì)量始終不變,混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是ac,答案選ac。
(3)①反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=-746.5kJ/mol0、ΔS0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行時ΔG=ΔH-TΔS0,可見該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件為低溫。
②根據(jù)圖像6~9min內(nèi),υ(CO)==0.0067mol/(L·min)。
③根據(jù)圖像,第12min時改變條件,達(dá)到新平衡時N2濃度減小,NO、CO的濃度增大,改變條件平衡向逆反應(yīng)方向移動,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以改變的條件為升高溫度。
④根據(jù)圖像,結(jié)合三段式
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
c(起始)(mol/L) 0.2 0.1 0 0
c(轉(zhuǎn)化)(mol/L) 0.02 0.02 0.01 0.02
c(24min)(mol/L) 0.18 0.08 0.01 0.02
24min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)的平衡常數(shù)K===0.01929。若保持溫度不變,再向容器中充入CO、N2各0.060mol,此時NO、CO、N2、CO2物質(zhì)的量濃度依次為0.18mol/L、0.14mol/L、0.07mol/L、0.02mol/L,此時的濃度商Qc==0.0440.01929,平衡將逆向移動。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于NH4Cl的化學(xué)用語正確的是
A. 氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖:
B. 其溶液呈酸性的原因:NH4Cl + H2O NH3·H2O +HCl
C. 工業(yè)上“氮的固定”:NH3 + HCl = NH4Cl
D. 比較微粒半徑:N>Cl->H
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【題目】a、b、c、d為原子半徑依次增大的四種短周期主族元素,其中元素a的最高正價與最低負(fù)價的代數(shù)和等于0,b、c能形成摩爾質(zhì)量相同的兩種單質(zhì),b、d則能化合成淡黃色的固體。下列有關(guān)判斷不正確的是
A. 核電荷數(shù)大。篶>d>b>a
B. 簡單氫化物的熱穩(wěn)定性:b>c
C. b能分別與a、c、d形成具有漂白性的物質(zhì)
D. c與a形成的化合物分子中,各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
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【題目】物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液 ①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4HSO4 ④NH4HCO3,其NH4+濃度由大到小的順序是
A. ②③①④ B. ④①③②
C. ②①④③ D. ②④①③
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【題目】下列說法可以證明反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
A. 1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H—H鍵形成
B. 1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H—H鍵斷裂
C. N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1∶3∶2
D. 1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個H—N鍵形成
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【題目】下列敘述中錯誤的是
A. 電解池的陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上發(fā)生還原反應(yīng)
B. 原電池跟電解池連接后,電子從電池負(fù)極流向電解池陽極
C. 電鍍時,電鍍池里的陽極材料發(fā)生氧化反應(yīng)
D. 電解飽和食鹽水時,陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣
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【題目】25℃時,將 1.0 L moI/L CH3COOH 溶液與 0.1 mol NaOH固體混合,充分反應(yīng)后向混合液中加入CH3COOH或CH3COONa固體(忽略前后體積和溫度變化),引起溶液pH的變化如圖所示。 下列敘述正確的是
A. b點混合液中存在c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
B. a、b、c三點對應(yīng)的混合液中,水的電離程度由大到小的順序是 c<b<a
C. 在加入CH3COOH的過程中, 減小
D. 由圖可知,常溫下CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka= mol/L
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【題目】下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是( )
A.C6H12O6(葡萄糖aq)+6O2→6CO2+6H2O
B.CH3COOH+KOH=CH3COOK+H2O
C.A+BC+D;△H<0
D.強(qiáng)堿與銨鹽反應(yīng)
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【題目】甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上一般采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO2(g)+3H(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在體積為2L的密閉容器中,充入2molCO2和9molH2,測得CO2(g)和CH3OH(g)濃度隨時間變化如圖所示:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。
(2)0~10min時間內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(H2O)=_______________,H2的轉(zhuǎn)化率為_____________。
(3)下列敘述中,能說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______(填字母)。
A.容器內(nèi)CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的濃度之比為1:3:1:1
B.v(CO2)正:v(H2)逆=1:3
C.平衡常數(shù)K保持不變
D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
(4)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l) △H1 =-1452.8kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 =-566.0kJ·mol-1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(5)中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如下圖所示:
①該電池工作時,c口通人的物質(zhì)為_____________。
②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________________。
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