【題目】汽車(chē)尾氣排放的CONOx等氣體是大氣污染的主要來(lái)源,NOx也是霧天氣的主要成因之一。

(1)科學(xué)家研究利用催化技術(shù)將尾氣中有害的NOCO轉(zhuǎn)變成無(wú)毒的氣體,其熱化學(xué)方程式為:2CO(g)2NO(g)2CO2(g)N2(g) H1=-746.5kJ·mol—1

已知:2C(s)O2(g)2CO(g) H2=-221.0kJmol—1

CO2(g)C(s)O2(g) H3=+393.5kJmol—1

C(s)的然燒熱(H)_____________。

NO(g)分解成兩種氣體單質(zhì)的熱化學(xué)方程式為_____________

(2)一定溫度下,向初始容積均為2LAB、C三個(gè)容器中,均投入5 mol CO氣體和4 mol NO氣體發(fā)生如下反應(yīng):2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)

①上圖表示該反應(yīng)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率()隨溫度、壓強(qiáng)變化的示意圖,則X代表的物理量是______,Y1_ Yz(”)

②反應(yīng)過(guò)程中,A容器中保持恒溫恒壓,B容器中保持恒溫恒容,C容器中保持絕熱恒容。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是________。

aBC兩個(gè)容器中反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)長(zhǎng)為:tBtC

b3個(gè)容器中NO的平衡轉(zhuǎn)化率的大小順序?yàn)?/span>

c.當(dāng)A容器內(nèi)氣體平均摩爾質(zhì)量不變時(shí),說(shuō)明該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)

d.當(dāng)B容器內(nèi)氣體密度保持不變時(shí),說(shuō)明該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)

③當(dāng)B容器中保持平衡時(shí),NO所占體積分?jǐn)?shù)為25%。則相同溫度下,A容器中逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________(保留兩位有效數(shù)字)

(3)利用反應(yīng)NO2NH3→N2H2O(未配平)消除用電器NO2的簡(jiǎn)易裝置如圖所示。

a電極上的反應(yīng)式為_____________

②常溫下,若用該電池電解0.6L,飽和食鹽水,一段時(shí)間后,測(cè)得飽和食鹽水pH變?yōu)?/span>13,則理論上b電極上消耗B氣體的體積為_______mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況;假設(shè)電解過(guò)程中溶液體積不變)。

【答案】393.5 kJ·mol—1 2NO(g) O2(g)N2(g) H1=-180.5kJ·mol—1 壓強(qiáng) d 4.5molL—1 2NH36e6OH2N26H2O 336

【解析】

(1)根據(jù)正逆反應(yīng)的焓變互為相反數(shù)判斷C(s)的燃燒熱、利用蓋斯定律計(jì)算NO(g)分解為氮?dú)、氧氣的焓變?/span>

(2) ①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng);2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正方向物質(zhì)的量減少,增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng);②根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素、影響平衡移動(dòng)的因素分析;③利用“三段式”計(jì)算平衡常數(shù);

(3) ① 電子由a流向b,可知a是負(fù)極,a極失電子發(fā)生氧化反應(yīng);

②常溫下,若用該電池電解0.6L,飽和食鹽水,一段時(shí)間后,測(cè)得飽和食鹽水pH變?yōu)?3,則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.6L=0.06mol,電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.06mol,根據(jù)電子守恒計(jì)算b電極上消耗NO氣體的體積。

(1)①根據(jù)CO2(g)C(s)+O2(g) △H3=+393.5kJmol—1,可知C(s)+O2(g) CO2(g) △H3=-393.5kJmol—1,所以C(s)的燃燒熱(△H)為393.5kJmol—1。

②(1) 2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H1=-746.5kJ·mol—1

(2)2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221.0kJmol—1

(3)CO2(g)C(s)+O2(g) △H3=+393.5kJmol—1

根據(jù)蓋斯定律(1)-(2)+(3)得 2NO(g) O2(g)+N2(g) △H1=-180.5kJ·mol—1

(2) ①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低;2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)正方向物質(zhì)的量減少,增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,所以X代表的物理量是壓強(qiáng),Y代表的物理量是溫度,溫度越高NO的平衡轉(zhuǎn)化率越小,所以Y1<Y2;

②a.B容器中保持恒溫恒容,C容器中保持絕熱恒容,正反應(yīng)放熱,C容器的溫度高,反應(yīng)速率快,B、C兩個(gè)容器中反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)長(zhǎng)為:tB>tC,故a正確;

b.A容器中保持恒溫恒壓,B容器中保持恒溫恒容,A壓強(qiáng)大于B,A中NO的轉(zhuǎn)化率大于B;B容器中保持恒溫恒容,C容器中保持絕熱恒容,正反應(yīng)放熱,C容器的溫度高,B中NO的轉(zhuǎn)化率大于C,3個(gè)容器中NO的平衡轉(zhuǎn)化率的大小順序?yàn)?/span>,故b正確;

c.根據(jù) ,總物質(zhì)的量是變量,所以容器內(nèi)氣體平均摩爾質(zhì)量是變量,當(dāng)A容器內(nèi)氣體平均摩爾質(zhì)量不變時(shí),說(shuō)明該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài),故c正確;

d.B容器中保持恒溫恒容, ,密度是恒量,當(dāng)B容器內(nèi)氣體密度保持不變時(shí),該反應(yīng)不一定處于平衡狀態(tài),故d錯(cuò)誤。選d。

③ 2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)

開(kāi)始 2.5 2 0 0

轉(zhuǎn)化 2x 2x 2x x

平衡2.5-2x 2-2x 2x x

,x=0.5

A容器中逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K==4.5 molL—1;

(3) ① 電子由a流向b,可知a是負(fù)極,a極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式是2NH3-6e+6OH=2N2+6H2O;

②常溫下,若用該電池電解0.6L飽和食鹽水,一段時(shí)間后,測(cè)得飽和食鹽水pH變?yōu)?3,則生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.6L=0.06mol,電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.06mol,b電極上NO2得電子發(fā)生還原反應(yīng), 2NO2+8e+4H2O=N2+8OH,根據(jù)得失電子守恒,消耗NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的的體積為0.06mol÷4×22.4L/mol=0.336L=336mL。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】苯乙酮是重要的化工原料,可由苯經(jīng)下述反應(yīng)制備:

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

步驟1:向如圖所示的三頸燒瓶中迅速加入13g粉狀無(wú)水AlCl316mL(14g,0.18mol)無(wú)水苯。在攪拌下將4mL(4.3g0.04mol)乙酸酐自滴液漏斗慢慢滴加到三頸燒瓶中。加完后,待反應(yīng)稍緩和后在沸水浴中攪拌回流,直到不再有HCl氣體逸出為止。

步驟2:將反應(yīng)混合物冷卻到室溫,在攪拌下倒入18mL濃鹽酸和30g碎冰的燒杯中(在通風(fēng)櫥中進(jìn)行),若仍有固體不溶物,可補(bǔ)加適量濃鹽酸使之完全溶解。將混合物轉(zhuǎn)入分液漏斗中,分出有機(jī)層,水層用苯萃取兩次(每次8mL)。合并有機(jī)層,依次用15mL10%NaOH溶液、15mL水洗滌,再用無(wú)水MgSO4干燥。

步驟3:先在水浴上蒸餾回收物質(zhì)A,然后在石棉網(wǎng)上加熱蒸去殘留的苯,稍冷后改用空氣冷凝管蒸餾收集195202℃餾分,產(chǎn)量約4.1g

(1)步驟1中攪拌回流時(shí),冷凝水從_____(“a”“b”)端進(jìn)水,倒置漏斗的作用是_____。

(2)步驟2中水層用苯萃取兩次(每次8mL),而不萃取一次(16mL)的目的是_____。用15mL10% NaOH溶液洗滌的目的是_____。

(3)步驟3中在水浴上蒸餾回收的物質(zhì)A_____。

(4)本次實(shí)驗(yàn)苯乙酮的產(chǎn)率為_____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定條件下,在某密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):

mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),若增大壓強(qiáng)或升高溫度,重新達(dá)到平衡,

反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化過(guò)程如圖所示,則對(duì)該反應(yīng)的敘述正確的是( )

A. 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B. 逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)

C. mn<pq D. mn>pq

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列化學(xué)用語(yǔ)錯(cuò)誤的是

A.氟化鈉的電子式:B.CO2的結(jié)構(gòu)式:OCO

C.硫化氫的電子式:D.CH3Cl的電子式

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情況下測(cè)得反應(yīng)速率,其反應(yīng)速率最快的是

A. υ(D)=04 mol / (L·s)

B. υ(C)=05 mol / (L·s)

C. υ(B)=06 mol / (L·s)

D. υ(A)=015 mol / (L·s)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(COH2),還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)CH4-CO2催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。

已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol1

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol1

該催化重整反應(yīng)的ΔH==______ kJ·mol1。有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是____(填標(biāo)號(hào))。

A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓

某溫度下,在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,其平衡常數(shù)為_______mol2·L2。

(2)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低,同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。

相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

積碳反應(yīng)

CH4(g)=C(s)+2H2(g)

消碳反應(yīng)

CO2(g)+C(s)=2CO(g)

ΔH/(kJ·mol1)

75

172

活化能/

(kJ·mol1)

催化劑X

33

91

催化劑Y

43

72

由上表判斷,催化劑X____Y(填優(yōu)于劣于),理由是_________________。在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。升高溫度時(shí),下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是________填標(biāo)號(hào))。

A.K、K均增加 B.v減小,v增加

C.K減小,K增加 D.v增加的倍數(shù)比v增加的倍數(shù)大

在一定溫度下,測(cè)得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí),不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)?/span>________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將amolH2SbmolO2混合充分燃燒后,兩反應(yīng)物都沒(méi)有剩余,得到三種產(chǎn)物(S、SO2H2O),則下列判斷錯(cuò)誤的是

A.產(chǎn)生的SO2是(ba/2mol

B.反應(yīng)后生成的水質(zhì)量為18ag

C.反應(yīng)后氧化產(chǎn)物的總質(zhì)量為(16a32bg

D.3a2ba

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),反應(yīng)產(chǎn)生的NO尾氣是主要污染物之一,NO的脫除方法和轉(zhuǎn)化機(jī)理是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)已知:2NO(g)+O2 (g) =2NO2(g) △H1= -113kJ/mol

6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) △H2= -227 kJ/mol

4NO2 (g)+O2(g)=2N2O5(g) △H3= -57 kJ/mol

則 2O3(g)= 3O2(g)是_________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),以上 O3氧化脫除氮氧化物的總反應(yīng)是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H4_______kJ/mol,最后將NO2_________劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的氣體而脫除。

步驟

反應(yīng)

活化能

正反應(yīng)速率方程

逆反應(yīng)速率方程

I

2NO(g) N2O2(g)(快)

Ea1

II

N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)

Ea2

(2)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:

①表中k1、k2、k3、k4是只隨溫度變化的常數(shù),溫度升高將使其數(shù)值_____(填“增大”或“減小”)。

②反應(yīng)I瞬間建立平衡,因此決定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反應(yīng)速率快慢的是反應(yīng)II,則反應(yīng)I與反應(yīng)II的活化能的大小關(guān)系為Ea1____Ea2(填“>”“<”或“=”),請(qǐng)依據(jù)有效碰撞理論微觀(guān)探析其原因______________________________________________。

③一定溫度下,反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的速率方程為,則k=_______ (用k1、k2、k3表示)。

(3)將一定量的 NO2放入恒容密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),測(cè)得其平衡轉(zhuǎn)化率α(NO2)隨溫度變化如圖所示,從 b 點(diǎn)到 a 點(diǎn)降溫平衡將向_____移動(dòng)。圖中 a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,NO2的起始?jí)簭?qiáng)為 160kPa,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)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))

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】氯氣是一種重要的工業(yè)原料,液氯儲(chǔ)存區(qū)貼有的說(shuō)明卡如下:

包裝

鋼瓶

儲(chǔ)運(yùn)要求

遠(yuǎn)離金屬粉末、氨、烴類(lèi)、醇類(lèi)物質(zhì);設(shè)置氯氣檢測(cè)儀

泄漏處理

NaOH、NaHSO3溶液吸收

下列解釋事實(shí)的方程式不正確的是

A. 氯氣用于自來(lái)水消毒:Cl2 + H2O2H+ + Cl+ ClO

B. 電解飽和食鹽水制取Cl22Cl +2H2O 2OH+ H2↑+Cl2

C. 濃氨水檢驗(yàn)泄露的氯氣,產(chǎn)生白煙:8NH3 + 3Cl2 === 6 NH4Cl + N2

D. 氯氣泄漏處理NaHSO3溶液的作用:HSO3+ Cl2 + H2O === SO42+ 3H+ + 2Cl

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同步練習(xí)冊(cè)答案