【題目】李克強總理在《2018年國務院政府工作報告》中強調(diào)“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%!研究煙氣的脫硝(除NOx)、脫硫(除SO2)有著積極的環(huán)保意義。
Ⅰ. 汽車排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)化器”,其反應的熱化學方程式為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJ·mol-1。T℃時,將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中,若溫度和體積不變,反應過程中(0~15min) 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”或“b”)
(2)在a曲線所示反應中,0~10min內(nèi),CO的平均反應速率v(CO)=___________;T℃時,該反應的化學平衡常數(shù)K=_____________;平衡時若保持溫度不變,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,則平衡將_________移動(填“向左”、“向右”或“不”)
(3)15min時, n (NO)發(fā)生圖中所示變化,則改變的條件可能是_______(填序號)
A.充入少量CO B.將N2液化移出體系 C.升高溫度 D.加入催化劑
Ⅱ. 已知有下列反應:
①5O2(g)+ 4NH3(g)6H2O(g)+ 4NO(g) △H1
②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2
③2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) △H3
(1)若在高效催化劑作用下可發(fā)生8NH3(g)+ 6NO2(g) 7N2(g)+ 12H2O(g)的反應,對NO2進行處理則該反應的△H=__________(用△H1,△H2,△H3表示),△S______0
(2)某溫度下,向某恒容密閉容器中充入一定量的NH3和NO2,按照(1)的原理模擬污染物的處理。若容器中觀察到________________(填序號),可判斷該反應達到平衡狀態(tài)
A.混合氣體顏色不再改變 B. 混合氣體的密度不再改變
C.混合氣體摩爾質(zhì)量不再改變 D. NH3和NO2的物質(zhì)的量之比不再改變
(3)將一定比例的O2、NH3和NO2的混合氣體,勻速通入圖(a)所示裝有催化劑M的反應器中充分進行反應。
反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖(b)所示。已知該催化劑在100~150℃時活性最高,那么在50~250 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢,其中去除率迅速上升段的主要原因是____________________________;當反應溫度高于380 ℃時,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________
【答案】b0.01mol/(L·min)5 L/mol不AB2△H1-7△H2-3△H3>AC溫度升高和催化劑的高活性共同作用使得反應速率加快,去除率先迅速上升催化劑失活或者副反應程度的增大(氨氣和氧氣反應)
【解析】
I.(1)利用表面積增大,加快反應速率;(2)根據(jù)化學反應速率的數(shù)學表達式、化學平衡常數(shù)的定義、化學平衡常數(shù)與濃度商的關(guān)系進行分析;(3)從影響化學平衡移動因素進行分析;II.(1)根據(jù)熱化學反應方程式的計算進行分析;(2)考查化學平衡狀態(tài)的判斷;(3)從化學反應條件的控制。
I.(1)表面積大,增加接觸面積,加快反應速率,因此催化劑面積較大的曲線是b;(2)根據(jù)化學反應速率的數(shù)學表達式,v(CO)=(0.4-0.2)/(2×10)mol/(L·min)=0.01 mol/(L·min);
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
起始濃度: 0.2 0.2 0 0
變化濃度: 0.1 0.1 0.1 0.05
平衡濃度: 0.1 0.1 0.1 0.05,根據(jù)平衡常數(shù)的表達式,=5;此時CO的濃度為0.2mol·L-1,CO2的濃度為0.2mol·L-1,代數(shù)上式,此時的濃度商為5,與化學平衡常數(shù)相等,即平衡不移動;(3)15min時,NO的物質(zhì)的量減少,A、充入少量CO,增加反應物的濃度,平衡向正反應方向進行,NO的物質(zhì)的量減少,故A錯誤;B、將N2移出,減少生成物濃度,平衡向正反應方向移動,NO的物質(zhì)的量減小,故B正確;C、此反應是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向進行,NO物質(zhì)的量增加,故C錯誤;D、加入催化劑,平衡不移動,NO物質(zhì)的量不變,故D錯誤;II.(1) 根據(jù)目標反應方程式,①×2-②×7-3×③,即△H=2△H1-7△H2-3△H3;生成物氣體系數(shù)之和大于反應物氣體系數(shù)之和,即此反應為熵增,△S>0;(2)A、NO2為紅棕色氣體,其余氣體為無色,即當氣體顏色不再改變,說明反應達到平衡,故A正確;B、是恒容狀態(tài),氣體體積保持不變,組分都是氣體,氣體質(zhì)量不再改變,因此密度始終保持不變,即密度不再改變,不能說明反應達到平衡,故B錯誤;C、反應前后氣體系數(shù)之和不相等,即物質(zhì)的量改變,組分都是氣體,氣體質(zhì)量保持不變,根據(jù)M=m/n,因此平均摩爾質(zhì)量不再改變,說明反應達到平衡,故C正確;D、氨氣和NO2物質(zhì)的量之比始終保持不變,因此不能作為達到平衡的標志,故D錯誤;(3)隨著溫度的升高,去除率迅速上升,主要原因是溫度升高和催化劑的高活性共同作用使得反應速率加快,去除率先迅速上升;高于380℃,去除率迅速下降的原因是催化劑失活或者副反應程度的增大(氨氣和氧氣反應)。
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【題目】下列各組物質(zhì)中,第一種是酸,第二種是混合物,第三種是堿的是( )
A. 硫酸、CuSO45H2O,苛性鉀
B. 硫酸、空氣、純堿
C. 氧化鐵、膽礬、熟石灰
D. 硝酸、食鹽水、燒堿
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【題目】關(guān)于原電池的形成條件說法錯誤的是( )
A.有兩個活潑性不同的電極B.能自發(fā)地發(fā)生復分解反應
C.形成閉合回路D.電極材料伸入到電解質(zhì)溶液中
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【題目】已知1L某待測液中除含有0.2mol·L-1的Na+外,還可能含有下列離子中的一種或幾種:
陽離子 | K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、 Fe3+ |
陰離子 | Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO42- |
現(xiàn)進行如下實驗操作(每次實驗所加試劑均過量):
(1)由氣體B可確定待測液中含有的離子是______________。
(2)由沉淀D和沉淀E可以判斷待測液中一定含有______離子,據(jù)此可以排除的離子是________。
(3)由白色沉淀B可確定待測液中含有的離子是__________________。
(4)某同學讀圖后,認為待測液一定不含溴離子,他判斷的依據(jù)是_________________。
(5)綜合分析,待測液中K+的最小濃度為____________________。
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【題目】下列實驗操作、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論均正確的是( )
選項 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 | 實驗結(jié)論 |
A | 將Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合 | 產(chǎn)生白色沉淀,并有大量氣體生成 | 生成Al2(CO3)3沉淀和CO2氣體 |
B | 在淀粉溶液中加入幾滴稀硫酸,水浴5min,加入NaOH溶液調(diào)溶液pH至堿性,再加入新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱 | 有紅色沉淀生成 | 淀粉完全水解 |
C | 將少量SO2氣體通過足量Na2O2 | 余下氣體能使帶火星木條復燃 | 有O2生成 |
D | 用pH試紙分別測定等濃度的A、B兩溶液(可能為NaHCO3或者Na2CO3)的pH值 | pHA> pHB | A溶液為Na2CO3溶液 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】一定量的甲烷在O2不足的情況下燃燒,得到CO、CO2和H2O的總質(zhì)量為14.4 g,若其中水的質(zhì)量為7.2 g,則CO的質(zhì)量是 ( )。
A. 2.8 gB. 4.4 gC. 5.6 gD. 在2.8 g~5.6 g之間
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【題目】Ⅰ.有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序,兩人均用鎂片和鋁片作電極,但甲同學將電極放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同學將電極放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,如圖所示。
(1)寫出甲中正極的電極反應式:____。
(2)乙中負極為__,總反應的離子方程式:___。
(3)由此實驗得出的下列結(jié)論中,正確的有____。
A.利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的介質(zhì)
B.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強
C.該實驗說明金屬活動性順序表已過時,沒有實用價值了
D.該實驗說明化學研究對象復雜、反應受條件影響較大,因此應具體問題具體分析
Ⅱ.化學電池在通信、交通及日常生活中有著廣泛的應用。目前常用的鎳鎘(NiCd)電池,其電池總反應可以表示為:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸,以下說法正確的是____(填字母序號)。
①放電時Cd作正極 ②放電時Ni元素被還原
③充電時化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/span> ④放電時化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>
Ⅲ.氫氣和氧氣可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當電解質(zhì)溶液為硫酸時)和堿式(當電解質(zhì)溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時)兩種。試回答下列問題:
(1)酸式電池的電極反應:正極_____;
(2)堿式電池的電極反應:負極_______。
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【題目】下列過程中,不屬于氮的固定的是( )
A. 閃電時,N2變?yōu)镹O B. NO被空氣中O2氧化為NO2
C. 工業(yè)上,用N2合成氨 D. 豆科植物根瘤菌把N2變成NH3
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【題目】下列方法中可以說明2HI(g)H2(g)+I2(g)已達到平衡的是:①單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時生成n mol HI;②一個H–H鍵斷裂的同時有兩個H–I鍵斷裂;③百分組成ω(HI)=ω(I2);④反應速率υ(H2)=υ(I2)=1/2υ(HI)時;⑤ c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1時;⑥溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓強不再變化;⑦溫度和體積一定時,某一生成物濃度不再變化;⑧條件一定,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化;⑨溫度和體積一定時,混合氣體的顏色不再變化;⑩溫度和壓強一定時,混合氣體的密度不再變化。( )
A. ②③⑤ B. ①④⑦ C. ②⑦⑨ D. ⑧⑨⑩
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