【題目】十九大報(bào)告提出了“積極參與全球環(huán)境治理,落實(shí)減排承諾”。其中氮的化合物的處理和利用是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
(1)機(jī)動(dòng)車排放的尾氣中主要污染物為NOx ,可用 CH4 催化還原 NOx 以消除其污染。298 K時(shí),1.0 g CH4 (g)與足量的NO氣體完全反應(yīng)生成N2、CO2和H2O(g),放出72. 5 kJ的熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________。
(2)氮氧化物與懸浮大氣中的海鹽粒子相互作用會(huì)生成NOCl,涉及的相關(guān)反應(yīng)有:
熱化學(xué)方程式 | 平衡常數(shù) | |
① | 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1 | K1 |
② | 4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2 | K2 |
③ | 2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3 | K3 |
ΔH1、ΔH2、ΔH3之間的關(guān)系為ΔH3=___________;K1、K2、K3的關(guān)系為K3=____________。
(3)對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置,可使汽車尾氣中含有的CO、NO2等有毒氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1。對(duì)于該反應(yīng),溫度不同(T2﹥T1),其他條件相同時(shí),下列圖像正確的是________(填序號(hào))。
(4)用活性炭還原法也可以處理氮氧化物。向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng):C(s) +2NO(g)N2(g) + CO2(g) ΔH。在T1℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
時(shí)間/min 濃度/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
① T1℃時(shí),該反應(yīng)在0~20min的平均反應(yīng)速率v(CO2)=__________________;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= _____________;
②30min后,只改變某一條件,根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_______(填序號(hào));
A. 加入一定量的活性炭 B. 恒溫恒壓充入氬氣
C. 適當(dāng)縮小容器的體積 D. 加入合適的催化劑
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,則和原平衡相比,NO的轉(zhuǎn)化率_____________(填“升高”或“降低”),ΔH_______0(填“﹥”、“﹤”或“=”)。
【答案】 CH4(g)+4NO(g) === 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1 2ΔH1-ΔH2 K12/K2 乙 0.015mol·L-1·min-1 0.56(或9/16) C 降低 ﹤
【解析】(1)本題考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫,CH4和NO反應(yīng)的方程式為CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2,16gCH4反應(yīng)放出的熱量為16×72.5kJ=1160kJ,即熱化學(xué)反應(yīng)方程式為 CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1;(2)本題考查蓋斯定律和化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式,根據(jù)③的反應(yīng),因此有①×2-②得出△H3=2△H1-△H2,①K1= ,②K2=,③K3=,因此有K3=K12/K2;(3)本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理,甲:升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,即升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,故甲錯(cuò)誤;乙:T2>T1,T2先達(dá)到平衡,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則NO2的轉(zhuǎn)化率降低,故乙正確;丙:升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO的體積分?jǐn)?shù)增大,故丙錯(cuò)誤;(4)本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、勒夏特列原理,①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(CO2)=0.30/20mol/(L·min)=0.015mol/(L·min),根據(jù)表格數(shù)據(jù),在20min達(dá)到平衡,根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=9/16;②A、加入活性炭,活性炭為固體,對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響,故A錯(cuò)誤;B、恒溫恒壓下,充入氬氣,容器的體積增大,組分的濃度降低,故B錯(cuò)誤;C、適當(dāng)縮小容器的體積,組分的濃度增大,故C正確;D、加入合適的催化劑,催化劑對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響,故D錯(cuò)誤;③此時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)為9/25<9/16,因此升高溫度,NO的轉(zhuǎn)化率降低,正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng),即△H<0。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有機(jī)玻璃的單體甲基丙烯酸甲酯(MMA) 的合成原理如下:
(MMA)
下列說(shuō)法正確的是
A. 若反應(yīng)①的原子利用率為100%,則物質(zhì)X為CO2
B. 可用分液漏斗分離MMA和甲醇
C. 、均可發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)
D. MMA與H2反應(yīng)生成Y,能與NaHCO3溶液反應(yīng)的Y的同分異構(gòu)體有3種
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】利用電化學(xué)原理還原CO2制取ZnC2O4的裝置如圖所示(電解液不參加反應(yīng)),下列說(shuō)法正確的是
A. 可用H2SO4溶液作電解液
B. 陽(yáng)離子交換膜的主要作用是増強(qiáng)導(dǎo)電性
C. Pb電極的電極反應(yīng)式是2CO2-2e-==C2O42-
D. 工作電路中毎流過(guò)0.02mol電子,Zn電極質(zhì)量減重0.65g
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含F(xiàn)e2O3等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:
已知:2Al2O34Al+3O2↑。
(1)操作Ⅱ的名稱___________,用到的玻璃儀器有_______________。
(2)X是___________,操作Ⅱ通入過(guò)量CO2的離子方程式:______________________________________。
(3)沉淀A的主要成分是________,在生活中有什么應(yīng)用:________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】《科學(xué)美國(guó)人》評(píng)出的2016年十大創(chuàng)新技術(shù)之一是碳呼吸電池,電池原理如圖所示,已知草酸鋁[Al2(C2O4)3]難溶于水。則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A. 該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
B. 正極的電極反應(yīng)為C2O42--2e-===2CO2
C. 每生成1molAl2(C2O4)3,有6mol電子流過(guò)負(fù)載
D. 草酸鹽溶液中的陽(yáng)離子移向Al電極
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】碘在自然界中有很多存在形式,在地殼中主要以NaIO3 形式存在,在海水中主要以I-形式存在,幾種粒子與Cl2之間有以下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
以下說(shuō)法不正確的是
A. ①中發(fā)生的反應(yīng)是:2I-+Cl2=I2+2Cl-
B. I-與過(guò)量Cl2發(fā)生的反應(yīng)是:I-+3Cl2+3H2O=IO3-+6Cl-+6H+
C. 以上反應(yīng)中,氯氣都體現(xiàn)氧化性,具體表現(xiàn)為:氯元素由0價(jià)降低為-1價(jià)
D. 通過(guò)以上信息,可預(yù)測(cè):若在加入淀粉的KI溶液中逐滴滴加氯水,不能觀察到溶液變藍(lán)的現(xiàn)象
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】依據(jù)下圖中氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系,回答問(wèn)題:
(1)圖1中,X的化學(xué)式為___,從化合價(jià)上看,X具有___性(“氧化”、“還原”)。
(2)回答下列關(guān)于NH3的問(wèn)題:
①實(shí)驗(yàn)室常用NH4Cl與Ca(OH)2制取氨氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
②下列試劑不能用于干燥NH3的是___(填字母)。
A.濃硫酸 B.堿石灰 C.NaOH固體
③若要收集一瓶氨氣,請(qǐng)將上述裝置補(bǔ)充完整,在圖2虛框內(nèi)畫出連接圖___。
④氨氣是重要的化工原料,可以合成多種物質(zhì),寫出其催化氧化的化學(xué)方程式__________________________ 。
(3)回答下列關(guān)于NO、NO2的問(wèn)題:
①汽車排氣管上裝有催化轉(zhuǎn)化器可減少尾氣對(duì)環(huán)境的污染,汽車尾氣中的有害氣體CO和NO反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體排放,寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________
②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,寫出相關(guān)化學(xué)方程式_____________。
工業(yè)生產(chǎn)中利用氨水吸收SO2和NO2,原理如下圖所示:
NO2被吸收過(guò)程的離子方程式是____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氮的固定意義重大,氮肥的大面積使用提高了糧食產(chǎn)量。
(1)目前人工固氮有效且有意義的方法是_______________(用一個(gè)化學(xué)方程式表示)。
(2)自然界發(fā)生的一個(gè)固氮反應(yīng)是N2(B)+O2(g) 2NO(g),已知N2、O2、NO三種分子中化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量依次為946kJ·mol-1、498kJ·mol-1、632kJ·mol-1,則該反應(yīng)的△H=____kJ·mol-1。
(3)恒壓100kPa時(shí),反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖1,反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖2。
①圖1中A、B、C三點(diǎn)表示不同溫度、壓強(qiáng)下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率,則____________點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)最大。
②恒壓100kPa、25℃時(shí),2NO2(g) N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為______________,列式計(jì)算平衡常數(shù)Kp=____________。(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
(4)室溫下,用往射器吸入一定量NO2氣體,將針頭插入膠塞密封,然后迅速將氣體體積壓縮為原來(lái)的一半并使活塞固定,此時(shí)手握針筒有熱感,繼續(xù)放置一段時(shí)間。從活塞固定時(shí)開始觀察,氣體顏色逐漸__________(填“變深”或“變淺”),原因是________________。[已知2NO2(g)N2O4(g)在幾微秒內(nèi)即可達(dá)到化學(xué)平衡]
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)中,物質(zhì)之間通過(guò)一步反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)圖示變化的是
物質(zhì)編號(hào) | 物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系 | a | b | c | d |
① | NO | NO2 | N2 | HNO3 | |
② | Na2O | Na2O2 | Na | NaOH | |
③ | FeCl2 | FeCl3 | Fe | CuCl2 | |
④ | Al2O3 | NaAlO2 | Al | Al(OH)3 |
A. ①②③ B. ③④
C. ①③④ D. ②④
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