【題目】李克強總理曾在國務(wù)院政府工作報告中強調(diào)二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。因此,研究煙氣的脫硝(NOx)、脫硫(SO2)技術(shù)有著積極的環(huán)保意義。

(1)汽車的排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器,其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50 kJ·mol-1。T℃時,將等物質(zhì)的量的NOCO充入容積為2 L的密閉容器中,若溫度和體積不變,反應(yīng)過程中(0~15 min)NO的物質(zhì)的量隨時間變化如圖。

①圖中a、b分別表示在相同溫度下,使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時,達(dá)到平衡過程中n(NO)的變化曲線,其中表示催化劑表面積較大的曲線是_____(填“a”“b”)。

T℃時,15 min時,再向容器中充入COCO20.2 mol,則平衡將____移動(填向左向右)。

(2)在催化劑作用下,用還原劑[如肼(N2H4)]選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2H2O

已知200℃時:Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;

II.N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。

①寫出肼的電子式______。

200℃時,肼分解成氮氣和氫氣的熱化學(xué)方程式為_______。

③目前,科學(xué)家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝原理,其脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如圖所示。

為達(dá)到最佳脫硝效果,應(yīng)采取的條件是_______。

(3)某溫度下,N2O5氣體在一體積固定的容器中發(fā)生如下反應(yīng):2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)(慢反應(yīng))H0,2NO2(g)N2O4(g)(快反應(yīng))H0,體系的總壓強ppO2隨時間的變化如圖所示:

①圖中表示O2壓強變化的曲線是_______(”)

②已知N2O5分解的反應(yīng)速率v=0.12pN2O5(kPah-1),t=10 h時,pN2O5=__kPa,v=__kPah-1(結(jié)果保留兩位小數(shù),下同)。

③該溫度下2NO2N2O4反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=___kPa-1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。

【答案】b N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·mol-1 350℃左右、負(fù)載率3% 28.2 3.38 0.05

【解析】

(1)①催化劑表面積越大,反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡所需要的時間越短;

②起始時,NO4 mol,平衡時NO0.2 mol,根據(jù)方程式求出平衡時CO、CO2、N2的濃度,根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計算;根據(jù)QcK的相對大小分析;

(2)①肼分子式是N2H4,結(jié)構(gòu)簡式是H2N-NH2,據(jù)此書寫電子式;

N2H4分解產(chǎn)生N2(g)、H2(g),將已知熱化學(xué)方程式疊加,可得肼分解的熱化學(xué)方程式;

③根據(jù)溫度與脫硝率、負(fù)載率關(guān)系判斷最佳反應(yīng)條件;

(3)①圖乙中表示O2壓強變化的曲線是乙,甲為總壓強p;

②圖甲表示總壓強p,反應(yīng)起始只有N2O5氣體,則起始pN2O5=53.8 kPa,根據(jù)圖可知,t=10 h時,pO2=12.8 kPa,根據(jù)反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),則該時間段N2O5的壓強減少為12.8 kPa×2=25.6 kPa,據(jù)此計算;

③根據(jù)反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)計算N2O5完全分解時的壓強計算出NO2O2的壓強,再根據(jù)2NO2(g)N2O4(g)計算平衡時的NO2、N2O4壓強,可得平衡常數(shù)。

(1)由于催化劑表面積越大,反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡所需要的時間越短,根據(jù)圖象b曲線表示的反應(yīng)條件先達(dá)到平衡先達(dá)到,說明b反應(yīng)速率快,則b催化劑反應(yīng)速率快,則b的表面積比催化劑a大;

②在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),反應(yīng)開始時,n(CO)=n(NO)=0.4 mol,n(CO2)=n(N2)=0,反應(yīng)達(dá)到平衡時n(NO)=0.2 mol,則根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,n(CO)=0.2 mol,n(CO2)=0.2 mol,n(N2)=0.1 mol,由于容器的容積是2 L,所以各種物質(zhì)的平衡濃度:c(CO)=c(NO)=0.1 mol/L,c(CO2)=0.1 mol/Lc(N2)=0.05 mol/L,則平衡常數(shù)K==5,若平衡時溫度不變,再向容器中從容CO、CO20.2 mol,則c(CO)=c(CO2)=0.2 mol/L,Qc==5=K,所以化學(xué)平衡不發(fā)生移動;

(2)①肼分子式是N2H4,結(jié)構(gòu)簡式是H2N-NH2,2N原子之間形成1個共價鍵,每個N原子再分別與2H原子形成2個共價鍵,使分子中每個原子都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故其電子式為:;

②已知:(I)3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9kJ·mol-1;

(II)N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。

(I)- (II)×2,整理可得N2H4(g)=N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·mol-1

③根據(jù)溫度與脫硝率、負(fù)載率的關(guān)系可知:要達(dá)到最佳脫硝效果,應(yīng)采取的條件是溫度350℃左右、負(fù)載率3%

(3)①反應(yīng)從加入N2O5(g)開始,沒有O2,所以開始時O2產(chǎn)生的壓強為0,隨著反應(yīng)的進行不斷生成氧氣,氧氣的壓強增大,故乙曲線是氧氣壓強變化的曲線;

②圖甲表示總壓強p,反應(yīng)起始只有N2O5氣體,則起始pN2O5=53.8 kPa,根據(jù)圖可知,t=10 h時,pO2=12.8 kPa,根據(jù)反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),有物質(zhì)之間反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知該時間段N2O5的壓強減少p(N2O5)=12.8 kPa×2=25.6 kPa,故t=10 h時,pN2O5=53.8 kPa-25.6 kPa=28.2 kPa,v(N2O5)=0.12pN2O5(kPah-1)=0.12×28.2 kPa=3.38 kPah-1;

③已知:起始時pN2O5=53.8 kPa,根據(jù)反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),若N2O5完全分解,生成的pNO2=53.8 kPa×2=107.6 kPa,pO2=53.8 kPa÷2=26.9 kPa,則此時氣體總壓強應(yīng)該為p()=107.6 kPa+26.9 kPa=134.5 kPa。但根據(jù)圖示可知,最終壓強為94.7 kPa,則NO2轉(zhuǎn)化發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g)使壓強減少了134.5 kPa-94.7 kPa=39.8 kPa,根據(jù)反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g),p=pN2O4=39.8 kPa,則平衡時pNO2=107.6 kPa-2×39.8 kPa=28 kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp==0.05 kPa-1

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】二苯甲酮廣泛應(yīng)用于藥物合成,同時也是有機顏料、殺蟲劑等的重要中間體。實驗室以苯與苯甲酰氯為原料,在AlCl3作用下制備二苯甲酮的實驗流程如下圖所示:

相關(guān)物理常數(shù)和物理性質(zhì)如下表:

名稱

相對分

子質(zhì)量

密度/g·cm-3

熔點/oC

沸點/oC

溶解性

78

0.88

5.5

80.1

難溶水,易溶乙醇

苯甲酰氯

140.5

1.22

1

197

遇水分解

無水氯化鋁

133.5

2.44

190

178(升華)

遇水水解,微溶苯

二苯甲酮

182

1.11

48.5

305(常壓)

難溶水,易溶苯

已知:反應(yīng)原理為:。該反應(yīng)劇烈放熱。

回答下列問題:

1)反應(yīng)裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去),迅速稱取7.5 g無水三氯化鋁放入三頸瓶中,再加入30 mL無水苯,攪拌,緩慢滴加6 mL新蒸餾過的苯甲酰氯。反應(yīng)液由無色變?yōu)辄S色,三氯化鋁逐漸溶解。混合完后,保持50℃左右反應(yīng)1.52 h。

儀器A的名稱為_______。裝置B作用為_______。緩慢滴加苯甲酰氯的原因是______。能作為C中裝置的是_______(填標(biāo)號)。

2)操作X___________

3NaOH溶液洗滌的目的是_____________。

4)粗產(chǎn)品先經(jīng)常壓蒸餾除去__________,再減壓蒸餾得到產(chǎn)品。

5)當(dāng)所測產(chǎn)品熔點為________時可確定產(chǎn)品為純品。已知實驗最終所得純品8.0 g,則實驗產(chǎn)率為_________ %(保留三位有效數(shù)字)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。

試回答下列問題:

1)元素p26號元素,請寫出其基態(tài)原子電子排布式:___。

2da反應(yīng)的產(chǎn)物的分子中中心原子的雜化形式為___,該分子是___(填“極性”或“非極性”)分子。

3h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因:__。

4o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:

元素

o

p

電離能/kJ·mol1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)o2再失去一個電子比氣態(tài)p2再失去一個電子難。對此,你的解釋是___。

II.1)基態(tài)硫原子中,核外占據(jù)最高能級電子的電子云輪廓圖形狀為__。硫的一種同素異形體分子式為S8,其結(jié)構(gòu)如圖所示,其中S原子的雜化軌道類型為___。S8易溶于二硫化碳的原因是___

2)教材插圖具有簡潔而又內(nèi)涵豐富的特點。請回答以下問題:

①第三周期的某主族元素,其第一至第五電離能數(shù)據(jù)如圖1所示,則該元素對應(yīng)的原子有___種不同運動狀態(tài)的電子。

CO2在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖3所示。則該晶體的類型屬于___晶體。

③如圖2所示,每條折線表示周期表ⅣA到ⅦA 中的某一族元素氫化物的沸點變化。每個小黑點代表一種氫化物,其中a點代表的是__。判斷依據(jù)___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng):xA(g)yB(?) zC(g);平衡時測得A的濃度為0.45 mol/L,保持溫度不變,將容器的容積壓縮到原來的一半,再達(dá)平衡時,測得A的濃度增大為0.9 mol/L。下列有關(guān)判斷正確的是

A. 各物質(zhì)的計量數(shù)一定滿足:xyz

B. B為氣體,壓縮后B的體積分?jǐn)?shù)增大,轉(zhuǎn)化率降低

C. 無論B為固體或氣體,壓縮后B的質(zhì)量都不會改變

D. 壓縮時,平衡向逆反應(yīng)方向移動,且正、逆反應(yīng)速率都增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】等物質(zhì)的量的X(g)Y(g)在密閉容器中進行可逆反應(yīng):X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) ΔH<0,下列敘述正確的是 。ā  。

A. 平衡常數(shù)K值越大,X的轉(zhuǎn)化率越大

B. 達(dá)到平衡時,反應(yīng)速率v(X)=2v(Z)

C. 達(dá)到平衡后降低溫度,正向反應(yīng)速率減小的倍數(shù)大于逆向反應(yīng)速率減小的倍數(shù)

D. 達(dá)到平衡后,升高溫度或增大壓強都有利于該反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】香豆素-3-羧酸是一種重要的香料,常用作日常用品或食品的加香劑。

已知:

RCOOR′+ ROH RCOOR″ + ROHR 代表烴基)

1AB均有酸性,A 的結(jié)構(gòu)簡式__________;苯與丙烯反應(yīng)的類型是_______。

2F 為鏈狀結(jié)構(gòu),且一氯代物只有一種,則F 含有的官能團名稱為__________。

3D→丙二酸二乙酯的化學(xué)方程式:_______。

4)丙二酸二乙酯在一定條件下可形成聚合物 E,其結(jié)構(gòu)簡式為:________。

5)寫出符合下列條件的丙二酸二乙酯同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________。

①與丙二酸二乙酯的官能團相同;

②核磁共振氫譜有三個吸收峰,且峰面積之比為 3:2:1;

③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

6)丙二酸二乙酯與經(jīng)過三步反應(yīng)合成

請寫出中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。

中間產(chǎn)物I__________;中間產(chǎn)物II___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】202051日北京市在全市范圍內(nèi)開展施行垃圾分類,下列垃圾分類不正確是(

A.魚骨、菜葉

B.消毒劑及其包裝物

C.破損的易拉罐

D.破碎玻璃

廚余垃圾

有害垃圾

可回收垃圾

其他垃圾

A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機物J是一種防止血管中血栓形成與發(fā)展的藥物,其合成路線如圖所示 (部分反應(yīng)條件略去)。

回答下列問題:

(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是________,反應(yīng)⑥的反應(yīng)類型是________。

(2)J的分子式是________。F的結(jié)構(gòu)簡式是________。

(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為___________________________________。

(4)寫出同時滿足下列條件的F的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________。

①苯環(huán)上只有兩個處于對位的取代基; 

1 mol該有機物能與含2 mol NaOH的溶液恰好完全反應(yīng)。

(5)參照J的合成路線,設(shè)計一種以為原料制備的合成路線________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】50ml濃H2SO4溶液(足量)中加入3.2gCu,在加熱條件下充分反應(yīng):

(1)反應(yīng)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量是_____________生成SO2的體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)____________mL.

(2)若題干中濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為amol/L,投入足量的銅片加熱,充分反應(yīng)后,被還原的硫酸的物質(zhì)的量n(H2SO4____0.025amol(填“等于”、“大于”或“小于”).

(3)將題干中反應(yīng)后的溶液稀釋到500mL,取出50mL,并向取出液中加入足量的BaCl2溶液,得到沉淀19.81g,則原濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為_____________

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同步練習(xí)冊答案