9.“霾”是當(dāng)今世界環(huán)境熱點(diǎn)話題.某地空氣質(zhì)量惡化原因之一是機(jī)動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣.NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生如下反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化劑}{?}$2CO2(g)+N2(g)△H=-akJ•mol-1(a>0)
(1)在一定溫度下,將2.0mol NO、2.4mol CO氣體通入固定容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示:
①0~15min N2的平均速率v(N2)=0.013mol/(L•min);NO的轉(zhuǎn)化率為40%.
②20min時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致CO濃度減小,則改變的條件可能是cd(選填序號).
a.縮小容器體積
b.增加CO的量
c.降低溫度
d.?dāng)U大容器體積
③若保持反應(yīng)體系的溫度不變,20min時(shí)再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化學(xué)平衡將向左移動(選填“向左”“向右”或“不”),重新達(dá)到平衡后,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為$\frac{5}{36}$.
(2)已知:2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=-bkJ•mol-1(b>0)
CO的燃燒熱△H=-ckJ•mol-1(c>0)
則在消除汽車尾氣中NO2的污染時(shí),NO2與CO發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)△H=(-a+b-2c) kJ•mol-1

分析 (1)①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v(N2);利用濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算NO濃度變化量,再根據(jù)n=cV計(jì)算參加反應(yīng)NO的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算NO的轉(zhuǎn)化率;
②a.縮小容器體積,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,移動結(jié)果不能消除CO濃度增大;
b.增加CO的量,CO的濃度增大;
c.降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動;
d.?dāng)U大容器體積,壓強(qiáng)減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡時(shí)CO濃度減小;
③溫度不變,平衡常數(shù)不變,利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的濃度,代入平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(C{O}_{2})•c({N}_{2})}{c(NO)•{c}^{2}(CO)}$,再計(jì)算此時(shí)濃度商Qc,與平衡常數(shù)相比,判斷反應(yīng)進(jìn)行方向;
(2)根據(jù)CO的燃燒熱書寫CO燃燒的熱化學(xué)方程式,根據(jù)蓋斯定律,由已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算.

解答 解:(1)①由圖可知,15min N2的濃度變化量為0.2mol/L,則v(N2)=$\frac{0.2mol/L}{15min}$=0.013mol/(L•min);
濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則NO濃度變化量為2×0.2mol/L=0.4mol/L,參加反應(yīng)的NO為2L×0.4mol/L=0.8mol,所以NO的轉(zhuǎn)化率為:$\frac{0.8mol}{2mol}$×100%=40%,
故答案為:0.013mol/(L•min);40%;
②a.縮小容器體積,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,移動結(jié)果不能消除CO濃度增大,平衡時(shí)CO濃度增大,故a錯誤;
b.增加CO的量,平衡雖然向正反應(yīng)方向移動,但CO的轉(zhuǎn)化率減小,到平衡時(shí)CO的濃度增大,故b錯誤;
c.降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,到達(dá)新平衡時(shí)CO的濃度減小,故c正確;
d.?dāng)U大容器體積,壓強(qiáng)減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動,但CO的物質(zhì)的量增大程度小于體積增大程度,所以CO濃度減小,故d正確;
故答案為:cd;
③平衡時(shí)氮?dú)鉂舛茸兓繛?.2mol/L,NO的起始濃度為:$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L、CO的起始濃度為 $\frac{2.4mol}{2L}$=1.2mol/L,則:
            2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)
開始(mol/L):1       1.2       0        0
轉(zhuǎn)化(mol/L):0.4     0.4       0.4      0.2
平衡(mol/L):0.6     0.8       0.4      0.2
故平衡常數(shù)為:K=$\frac{{c}^{2}(C{O}_{2})•c({N}_{2})}{{c}^{2}(NO)•{c}^{2}(CO)}$=$\frac{0.{4}^{2}×0.2}{0.{6}^{2}×0.{8}^{2}}$L/mol=$\frac{5}{36}$L/mol,
20min時(shí)再向容器中充入NO、N2各0.4mol,此時(shí)濃度商Qc=$\frac{0.{4}^{2}×(0.2+\frac{0.4}{2})}{(0.6+\frac{0.4}{2})^{2}×0.{8}^{2}}$=$\frac{5}{32}$>K=$\frac{5}{36}$,故反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行,即向左移動,
溫度不變,平衡常數(shù)不變,即重新達(dá)到平衡后,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為$\frac{5}{36}$,
故答案為:向左;$\frac{5}{36}$;
(2))①2CO(g)+2NO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-a kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-b kJ•mol-1
③CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO2(g)△H=-c kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,①-②+2×③得:4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)△H=(-a+b-2c )kJ•mol-1,
故答案為:4CO(g)+2NO2(g)?N2(g)+4CO2(g)△H=(-a+b-2c) kJ•mol-1

點(diǎn)評 本題考查較為綜合,涉及化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡移動、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)計(jì)算及應(yīng)用、熱化學(xué)方程式書寫等知識,題目難度中等,化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算是高考熱點(diǎn),理解掌握化學(xué)平衡常數(shù)與濃度商的關(guān)系確定反應(yīng)方向,(1)②為易錯點(diǎn),學(xué)生容易根據(jù)平衡移動判斷濃度變化,注意對平衡移動原理的理解:“減弱改變”而不是“消除改變”,也可以借助平衡常數(shù)理解.

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

7.下列有關(guān)說法正確的是( 。
A.加入硫酸銅可使鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率加快,說明Cu2+具有催化作用
B.向某溶液中滴加硝酸酸化的BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,則該溶液中含有SO42-
C.在電解精煉銅過程中,陽極質(zhì)量的減少多于陰極質(zhì)量的增加
D.298 K時(shí),2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)能自發(fā)進(jìn)行,則其△H<0

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列說法正確的是(  )
A.H2O與D2O互為同位素B.纖維素與淀粉互為同分異構(gòu)體
C.干冰和冰為同一種物質(zhì)D.甲烷和十六烷互為同系物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.A、B、C、D、E、F、G、H八種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大.A元素的一種核素質(zhì)子數(shù)與質(zhì)量數(shù)在數(shù)值上相等;B的單質(zhì)分子中有三對共用電子;C、G同主族,且核電荷數(shù)之比為1:2;D的單質(zhì)能與冷水劇烈反應(yīng),所得強(qiáng)堿性溶液中含有兩種電子數(shù)相同的陰、陽離子;E元素原子最外層電子數(shù)是G元素原子最外層電子數(shù)的一半;F的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的一半.試回答下列問題:
(1)C、D、H組成的化合物W是家用消毒劑的主要成分,W的溶液呈堿性,用離子方程式解釋其原因ClO-+H2O?HClO+OH-;起消毒作用的微粒結(jié)構(gòu)式為H-O-Cl.
(2)含B的四原子分子I與D的單質(zhì)和水反應(yīng)所得的陰離子電子數(shù)相等,I的分子空間構(gòu)型為三角錐型,它屬于極性分子(填“極性”或“非極性”);請比較I與FA3的沸點(diǎn)高低并加以解釋NH3的沸點(diǎn)高于PH3,因?yàn)镹H3分子間存在氫鍵.
(3)常溫時(shí),39g C、D按原子個(gè)數(shù)比1:l形成的化合物X與足量CO2反應(yīng)放出Q kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g);△H=-4Q kJ•mol-1用D2C2在酸性條件下處理含CB-(此C是碳)的工業(yè)廢水,將得到B的單質(zhì)及CO2(二氧化碳)等物質(zhì),請寫出該反應(yīng)的離子方程式5Na2O+2CN-+12H+=2CO2↑+N2↑+10Na++6H2O.
(4)甲是Na2CO3,乙、丙分別是E、G兩種元素最高價(jià)含氧酸的鈉鹽,甲、乙都能與丙發(fā)生反應(yīng),且丙用量不同,反應(yīng)的產(chǎn)物不同.回答問題:
①向丙溶液中緩慢滴加過量的乙溶液過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式4H++AlO2-=Al3++2H2O,Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓.
②向甲溶液中緩慢滴加等物質(zhì)的量的丙溶液后,所得溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(SO42-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-).
(5)取一定質(zhì)量含Cu、Cu2O和CuO的固體混合物,將其分成兩等份并進(jìn)行圖1轉(zhuǎn)化:已知Y是B的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物,Z是BC的氣體.則轉(zhuǎn)化過程中所加稀Y的物質(zhì)的量濃度為4mol/L

(6)由上面八種元素中一些元素組成P、Q、M、N四種物質(zhì),可以在如圖2所示裝置發(fā)生下列反應(yīng):
3P(g)+2Q(g)?M(g)+2N(g);△H<0,當(dāng)關(guān)閉閥門K時(shí),
向丁中充入1mol P、4mol Q,向戊中充入2mol P、8mol Q,起始時(shí),丁、戊體積均為V  L.在相同溫度和有催化劑存在的條件下,達(dá)到平衡(Ⅰ)時(shí),V(丁)=0.88V  L.請回答:
①丁中Q的轉(zhuǎn)化率為15%;
②丁中N和戊中M的物質(zhì)的量比較:后者大(填“相等”、“前者大”、“后者大”);
③打開K,過一段時(shí)間重新達(dá)平衡(Ⅱ)時(shí),丁的體積為1.64VL(用含V的代數(shù)式表示,連通管中氣體體積忽略不計(jì).)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.氫氣是一種理想的“綠色能源”,對廢氣進(jìn)行脫碳處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用;利用氫能需要選擇合適的儲氫材料.目前正在研究和使用的儲氫材料有鎂系合金、稀土系合金等.
Ⅰ.脫碳:向2L密閉容器中加入2mol CO2、6mol H2,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟拢l(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)
①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫(填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”)
②下列敘述不能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是abc.
a、混合氣體的平均式量保持不變
b、CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
c、CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等
d、混合氣體的密度保持不變
e、1mol CO2參加反應(yīng)的同時(shí)有3mol H-H鍵生成
③CO2的濃度隨時(shí)間(0~t2)變化如下圖所示,在t2時(shí)將容器容積縮小一倍,t3時(shí)達(dá)到平衡,t4時(shí)降低溫度,t5時(shí)達(dá)到平衡,請畫出t2~t6CO2的濃度隨時(shí)間的變化.

Ⅱ.(1)已知:
Mg(s)+H2(g)═MgH2(s)△H═-74.5kJ•mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)═Mg2NiH4(s)△H═-64.4kJ•mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)═2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H═+84.6 kJ•mol-1
(2)儲氫材料Mg(AlH42在110~200℃的反應(yīng)為:Mg(AlH42═MgH2+2Al+3H2↑.
反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3mol電子時(shí),產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為33.6L.
(3)鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物:LaNi5(s)+3H2(g)?LaNi5H6(s)△H<0,欲使LaNi5H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動原理,可改變的條件是bc(填字母編號).
a.增加LaNi5H6(s)的量
b.升高溫度
c.減小壓強(qiáng)
d.使用催化劑
(4)儲氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫:

①某溫度下,向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷,起始濃度為amol•L-1,平衡時(shí)苯的濃度為b mol•L-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{27^{4}}{a-b}$mol3•L-3(用含a、b的代數(shù)式表示).
②一定條件下,如圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲氫(忽略其它有機(jī)物).

A是電源的負(fù)極(填“正”或“負(fù)”);電解過程中產(chǎn)生的氣體F為O2(填化學(xué)式):電極D上發(fā)生的電極反應(yīng)為C6H6+6H++6e-═C6H12

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.設(shè)反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g) 平衡常數(shù)為 K1;
反應(yīng)②Fe(s)+H2O(g)═FeO(s)+H 2 (g) 平衡常數(shù)為 K2
測得在不同溫度下,K1、K2值如下:
 溫度/℃ K1 K2
 500 1.00 3.15
 700 1.47 2.26
 900 2.40 1.60
(1)在500℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)①,若CO2起始濃度為1mol•L-1,10分鐘后達(dá)到平衡,則V(CO)為0.05mol/(L•min).
(2)在 900℃時(shí)反應(yīng) CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù) K=1.50.
(3)700℃反應(yīng)②達(dá)到平衡,其它條件不變時(shí),使得該平衡向右移動,可以采取的措施有BC(選填編號).
A.縮小反應(yīng)器體積       B.加入水蒸氣
C.降低溫度到500℃D.加入Fe粉
(4)如果上述反應(yīng)①在體積不變的密閉容器中發(fā)生,能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是AC(選填編號).
A.v(CO)=v  (CO2)       B.C(CO)=C(CO2
C.容器內(nèi)氣體的密度不變      D.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變
(5)若反應(yīng)①在體積固定的密閉容器中進(jìn)行,在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài),改變下列條件再達(dá)平衡后,相應(yīng)物質(zhì)的物理量如何變化?(選填“增大”、“減小”或“不變”)
①降低溫度,CO2的平衡濃度增大;
②再通入CO2,CO2的轉(zhuǎn)化率不變.
(6)下列圖象符合反應(yīng)①的是A(填序號)(圖中 v 是速率、φ 為混合其中CO含量,T為溫度)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣(主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)為原料制備MgCO3•3H2O.實(shí)驗(yàn)過程如圖1:

(1)酸溶過程中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
MgCO3(s)+2H+(aq)═Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)△H=-50.4kJ•mol-1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)═2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l)△H=-225.4kJ•mol-1
酸溶需加熱的目的是加快反應(yīng)(酸溶)速率_;所加H2SO4不宜過量太多的原因是避免制備MgCO3時(shí)消耗更多的堿.
(2)加入H2O2氧化時(shí)發(fā)生發(fā)應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O
(3)用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+
①實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器A的名稱為分液漏斗.
②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相,采取的操作:向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機(jī)萃取劑,充分振蕩、靜置、分液,并重復(fù)多次.
(4)請補(bǔ)充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3•3H2O的實(shí)驗(yàn)方案:邊攪拌邊向溶液中滴加氨水,至5<pH<8.5,過濾,邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加碳酸鈉溶液至有大量沉淀生成,靜置,向上層清夜中滴加碳酸鈉溶液,若無沉淀生成,過濾、用水洗滌固體2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3•3H2O.
已知該溶液中pH=8.5時(shí)Mg(OH)2開始沉淀;pH=5.0時(shí)Al(OH)3沉淀完全].

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.某無色溶液X,由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、Fe3+、AlO2-、CO32-、SO42-中的若干種離子組成,取該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

(1)氣體A的成分是CO2(填化學(xué)式,下同),氣體B的成分是NH3
(2)寫出步驟①發(fā)生反應(yīng)的所有離子方程式CO32-+2H+═H2O+CO2↑、AlO2-+4H+═Al3++2H2O.
(3)寫出步驟②形成白色沉淀甲的離子方程式Al3++3HCO3-═Al(OH)3↓+3CO2↑.
(4)通過上述實(shí)驗(yàn),可確定X溶液中一定存在的離子是CO32-、AlO2-、Na+,尚未確定是否存在的離子是SO42-,只要設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的后續(xù)實(shí)驗(yàn)就可以確定該離子是否存在,該方法是向所得沉淀乙中滴加足量的稀硝酸,若沉淀不完全溶解,則證明含有SO42-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.下列由實(shí)驗(yàn)事實(shí)所列出的相應(yīng)結(jié)論正確的是( 。
 選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)事實(shí) 結(jié)論 
 A 其他條件相同,Na2S2O3溶液濃度越大,與同濃度的硫酸反應(yīng)析出流沉淀所需的時(shí)間越短 當(dāng)其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大
 B 用銅作電極電解CuSO4溶液,CuSO4溶液濃度不變 Cu2+沒有參與電極反應(yīng)
 C 在常溫下N2不能與O2反應(yīng),而白磷卻能自燃 氮元素的非金屬性比磷元素的弱
 D 醋酸能與堿反應(yīng) 醋酸分子一定不能存在于堿性溶液中
A.AB.BC.CD.D

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