【題目】消除氮氧化物、二氧化硫等物質(zhì)造成的污染是目前研究的重要課題。
(1)工業(yè)上常用活性炭還原一氧化氮,其反應(yīng)為:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)。向容積均為l L的甲、乙、丙三個(gè)恒容恒溫容器中分別加入足量的活性炭和一定量的NO,測得各容器中n(NO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示:
0min | 40min | 80min | 120min | 160min | ||
甲 | T℃ | 2mol | 1.45 mol | 1 mol | 1 mol | 1 mol |
乙 | 400℃ | 2 mol | 1.5 mol | 1.1 mol | 0.8 mol | 0.8 mol |
丙 | 400℃ | 1 mol | 0.8 mol | 0.65 mol | 0.53 mol | 0.45 mol |
甲容器反應(yīng)溫度T℃______400℃(填“>”“<”或“=”);乙容器中,0~40min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CO2)=_____________________;丙容器中達(dá)平衡后NO的物質(zhì)的量為_________mol。
(2)活性炭還原NO2的反應(yīng)為:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,l mol NO2和足量活性炭發(fā)生該反應(yīng),測得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:
①A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是_________點(diǎn)(填“A”或“B”或“C”)。
②計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)KP=_______MPa(Kp是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))。
(3)燃煤煙氣脫硫常用如下方法。
方法①:用生物質(zhì)熱解氣(主要成分CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫。涉及的部分反應(yīng)如下:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1=8.0 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6 1kJ·mol-1
則H2(g)還原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為:_____________________。
【答案】> 6.25×103mol·L1·min1 0.4 A 4 2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) △H=+90.4 kJ·mol-1
【解析】
(1)對(duì)比甲和乙,甲和乙初始時(shí)的組分的量相同,根據(jù)表中數(shù)據(jù),在相同時(shí)間內(nèi),甲中反應(yīng)物消耗的比乙多,則甲的反應(yīng)速率更快,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越大;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平均速率計(jì)算公式計(jì)算NO的化學(xué)反應(yīng)平均速率,由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算CO2的平均反應(yīng)速率;根據(jù)等效平衡判斷丙中NO的物質(zhì)的量;
(2)①反應(yīng)為2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體分子數(shù)增加,體系總壓強(qiáng)增大,壓強(qiáng)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);
②根據(jù)圖象,c點(diǎn)時(shí)體系總壓為20MPa,此時(shí)平衡體系中c(CO2)=c(NO2),列出反應(yīng)的三段式計(jì)算NO2、N2、CO2分壓,進(jìn)而反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp;
(3)H2(g)還原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的化學(xué)方程式為:2H2(g)+SO2(g)═S(g)+2H2O(g),該反應(yīng)可由已知的熱化學(xué)方程式推導(dǎo),根據(jù)蓋斯定律計(jì)算該反應(yīng)的焓變。
(1)對(duì)比甲和乙,甲和乙初始時(shí)的組分的量相同,根據(jù)表中數(shù)據(jù),在相同時(shí)間內(nèi),甲中反應(yīng)物消耗的比乙多,則甲的反應(yīng)速率更快,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越大,則甲容器反應(yīng)溫度T℃>400℃;根據(jù)乙容器的數(shù)據(jù),040min內(nèi),反應(yīng)經(jīng)歷的時(shí)間△t=40min,NO的物質(zhì)的量改變量為△n(NO)=2mol1.5mol=0.5mol,容器體積為V=1L,則NO的平均速率為,由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知,則040min內(nèi)平均反應(yīng)速率;
根據(jù)反應(yīng)方程式:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),可知這是一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),壓強(qiáng)不對(duì)化學(xué)平衡產(chǎn)生影響,乙和丙兩容器的容積、溫度均相同,起始時(shí)乙容器中的NO的量是丙容器中的兩倍,相當(dāng)于乙容器是加壓的,化學(xué)平衡不移動(dòng),則平衡時(shí),兩個(gè)容器中NO的轉(zhuǎn)化率是一樣的,這就是等效平衡的思想,乙中平衡時(shí),n(NO)=0.8mol,自然丙平衡時(shí)n(NO)必然為0.4mol,
故答案為:>;6.25×103mol·L1·min1;0.4;
(2)①反應(yīng)為2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體分子數(shù)增加,體系總壓強(qiáng)增大,壓強(qiáng)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以總的來說,高壓強(qiáng)對(duì)應(yīng)低的NO2轉(zhuǎn)化率,所以A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是A點(diǎn);
故答案為:A;
②根據(jù)圖象,c點(diǎn)時(shí)體系總壓為20MPa,此時(shí)平衡體系中c(CO2)=c(NO2),反應(yīng)的三段式為
2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)
起始量 1 0 0
變化量 2x x 2x
平衡量 1-2x x 2x
平衡體系中c(CO2)=c(NO2),則12x=2x,x=0.25,NO2、N2、CO2分壓分別為,同理,p(N2)=4Mpa,p(CO2)=8Mpa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為;
故答案為:4;
(3)已知:①2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1=8.0 kJ·mol-1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1;
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6 1kJ·mol-1;
則H2(g)還原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的化學(xué)方程式為:2H2(g)+SO2(g)═S(g)+2H2O(g),該反應(yīng)可由①②+③得到,根據(jù)蓋斯定律,則該反應(yīng)的焓變?yōu)?/span>△H=△H1△H2+△H3=8.0 kJ/mol (566.0) kJ/mol +(483.6) kJ/mol =90.4kJ/mol;
故答案為:2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) △H=+90.4 kJ·mol-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25 ℃時(shí),H3A水溶液(一種酸溶液)中含A的各種粒子的分布分?jǐn)?shù)[平衡時(shí)某種粒子的濃度占各種粒子濃度之和的分?jǐn)?shù)(α)]與pH的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.根據(jù)圖,可得Ka1(H3A)≈10-7
B.將等物質(zhì)的量的NaH2A和Na2HA混合物溶于水,所得的溶液中α(H2A-)=α(HA2-)
C.以酚酞為指示劑(變色范圍pH 8.2~10.0),將NaOH溶液逐滴加入H3A溶液中,當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時(shí)停止滴加,則生成NaH2A
D.在上述含A的各種粒子的體系中,若溶液pH為11.5時(shí),則c(H2A-)+5c(A3-)+c(OH-)=c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有下列物質(zhì) ①NaHCO3 ②液態(tài)SO2 ③純醋酸 ④硫酸鋇 ⑤液氨 ⑥酒精 ⑦NH3·H2O ⑧鋁 ⑨NaHSO4
請(qǐng)用以上物質(zhì)回答下列問題。(填序號(hào))
(1)屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是_____________,屬于弱電解質(zhì)的是_____________。
(2)屬于非電解質(zhì),但其水溶液能導(dǎo)電的是_____________。
(3)寫出⑨在熔融條件下的電離方程式:______________________________________。
(4)寫出⑦在水溶液中的電離方程式:______________________________________。
(5)寫出①和⑨的水溶液反應(yīng)的離子方程式:_______________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時(shí),下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.pH =1的溶液中:NH4+、SO42-、ClO-、Na+
B.的溶液中:Na+、K+、MnO4-、HCO3-
C.0.1molL-1的Na2SO3溶液中:H+、K+、SO42-、NO3-
D.澄清透明的溶液中:Fe3+、Na+、Cl-、SO42-
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【題目】溫度為T1時(shí),在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2 (g) (正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測得: v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2 ),v逆= v(NO)消耗=2v(O2)消耗= k逆c2 (NO)·c(O2 ),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。下列說法正確的是
容器編號(hào) | 物質(zhì)的起始濃度(mol·L-1) | 物質(zhì)的平衡濃度(mol·L-1) | ||
c(NO2) | c(NO) | c(O2) | c(O2) | |
I | 0.6 | 0 | 0 | 0.2 |
II | 0.3 | 0.5 | 0.2 | |
Ⅲ | 0 | 0.5 | 0.35 |
A. 達(dá)平衡時(shí),容器I與容器Ⅱ中的總壓強(qiáng)之比為 4∶5
B. 達(dá)平衡時(shí),容器中Ⅱ中 c(O2)/ c(NO2) 比容器I中的大
C. 達(dá)平衡時(shí),容器Ⅲ中NO的體積分?jǐn)?shù)小于50%
D. 當(dāng)溫度改變?yōu)?/span> T2時(shí),若 k正=k逆,則 T2<T1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)以下列出的是一些原子的2p能級(jí)和3d能級(jí)中電子排布的情況,試判斷哪些違反了泡利原理________,哪些違反了洪特規(guī)則________。
(2)可用于制造火柴,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。
分子中硫原子的雜化軌道類型為________。
每個(gè)分子中含有的孤電子對(duì)的數(shù)目為________。
(3)科學(xué)家合成了一種陽離子“”,其結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的,5個(gè)N排成“V”形,每個(gè)N都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),且含有2個(gè)氮氮三鍵;此后又合成了一種含有“”的化學(xué)式為“”的離子晶體,其電子式為________。分子中鍵與鍵之間的夾角為,并有對(duì)稱性,分子中每個(gè)原子的最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)式為________________。
(4)直鏈多磷酸根陰離子是由兩個(gè)或兩個(gè)以上磷氧四面體通過共用頂角氧原子連接起來的,如圖所示。則由n個(gè)磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為________。
(5)碳酸鹽中的陽離子不同,熱分解溫度就不同。下表為四種碳酸鹽的熱分解溫度和金屬陽離子半徑
碳酸鹽 | ||||
熱分解溫度 | 402 | 900 | 1172 | 1360 |
金屬陽離子半徑 | 66 | 99 | 112 | 135 |
隨著金屬陽離子半徑的增大,碳酸鹽的熱分解溫度逐步升高,原因是_____________。
(6)石墨的晶體結(jié)構(gòu)和晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知石墨的密度為,鍵的鍵長為,阿伏加德羅常數(shù)的值為,則石墨晶體的層間距為________cm。
。
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【題目】鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過,下列有關(guān)敘述正確的是
A. 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 電池工作一段時(shí)間后,甲池的c(SO42-)減小
C. 電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加
D. 陰陽離子離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng),保持溶液中電荷平衡
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【題目】常溫下,CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)均為1.8×10-5。向20 mL濃度均為0.1 mol/L NaOH和NH3·H2O的混合液中滴加等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH溶液,所得混合液的導(dǎo)電率與加入CH3COOH溶液的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是
A. a=20,b=40,且溶液呈中性處于A、B兩點(diǎn)之間
B. B點(diǎn)溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(NH)
C. 已知lg3≈0.5,則C點(diǎn)的pH≈5
D. A、B、C三點(diǎn)中,B點(diǎn)溶液中水的電離程度最大
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【題目】一定條件下,分別對(duì)反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)(ΔH>0)進(jìn)行如下操作(只改變?cè)摋l件):①升高反應(yīng)體系的溫度;②增加反應(yīng)物C的用量;③縮小反應(yīng)體系的體積;④減少體系中CO的量。上述措施中一定能使反應(yīng)速率顯著變大的是
A.①②③④B.①③④C.①②D.①③
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