【題目】為了防止氮氧化物對空氣的污染,人們采取了很多措施。
(1)如用CH4催化還原NO2可以消除氮氧化物的污染,發(fā)生的反應(yīng)如下: CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ·mol-1。
①下列有關(guān)說法正確的是_________。
A.在容器中充入1mol CH4和2 mol NO2,當(dāng)體系中n(CH4)/n(NO2)比值不隨時(shí)間變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.恒溫恒容時(shí),當(dāng)混合氣體的密度不隨時(shí)間變化時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.體系達(dá)到平衡后,升高溫度,體系中的混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大
D.恒溫恒壓時(shí),充入CH4有利于提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率
②在t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來的2倍,在其他條件不變的情況下,t3時(shí)刻達(dá)到新的平衡狀態(tài)。請?jiān)谟覉D中補(bǔ)充畫出從t2到t4時(shí)刻v正(N2) 隨時(shí)間的變化曲線:____________
(2)現(xiàn)有的汽車尾氣處理的原理是:NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g),通常使含適當(dāng)比例的NO、CO尾氣通過裝有高效催化劑的處理裝置。請根據(jù)以下相關(guān)數(shù)據(jù),分析僅使用催化劑能否有效消除NO、CO尾氣污染___________。
反應(yīng) | 25℃時(shí)的平衡常數(shù) | 焓變 |
反應(yīng)I:2NO(g) N2(g)+O2(g) | K1=1×1030 | △H=-180.5kJ/mol |
反應(yīng)II:2CO2 (g)2CO(g)+O2(g) | K2=4×10-92 | △H= +566.0kJ/mol |
(3)用NH3催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染,其反應(yīng)原理為:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。一定溫度下,在某恒定壓強(qiáng)為P的密閉容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,達(dá)到平衡狀態(tài)后,容器中含n(NO)=a mol,n(NO2)=2a mol,n(NH3)=2a mol,n(N2)=2b mol,且N2(g)的體積分?jǐn)?shù)為1/3,請計(jì)算此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=________________。(用只含P的式子表示,且化至最簡式)。(備注:對于有氣體參加的反應(yīng),可用某組分的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算平衡常數(shù),記作KP。如p(NO2)為NO2的平衡分壓,p(NO2)=x(NO2)p,p為平衡總壓,x(NO2)為平衡體系中NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。)
(4)用間接電化學(xué)法對大氣污染物NO進(jìn)行無害化處理,其原理示意如圖(質(zhì)子膜允許H+和H2O通過),電極I發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________________。
【答案】CD 由反應(yīng)I和II的平衡常數(shù),可知2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g)的K= K1/K2=2.5×10121,該反應(yīng)向正方向的趨勢很大,使用合適的催化劑加快反應(yīng)速率,基本上可以除去污染氣體 5625P/4 2HSO3- + 2e-+ 2H+ = S2O42-+2H2O
【解析】
(1)①根據(jù)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率;混合物中各組分的百分含量保持不變以及相關(guān)的量不變來分析判斷;
②t2時(shí)容積擴(kuò)大到原來的2倍,組分濃度減小,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v正(N2)減小,t3時(shí)達(dá)到平衡,以此畫出圖像;
(2)根據(jù)以上有關(guān)數(shù)據(jù),可據(jù)蓋斯定律分析,NO與CO反應(yīng)的K值大小,進(jìn)而解答;
(3)先根據(jù)N2(g)的體積分?jǐn)?shù)為1/3,求出各組份的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),再根據(jù)
Kp=計(jì)算平衡常數(shù);
(4)電極I為陰極,陰極上是HSO3-獲得電子生成S2O42-,在酸性條件下還生成水,結(jié)合電子守恒、電荷守恒寫出電極反應(yīng)式。
(1)①A.由反應(yīng)式和起始加料量可知,體系中n(CH4)/n(NO2)比值始終不變,不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,故A錯(cuò)誤;
B.容器的容積和混合氣體總質(zhì)量都不變,所以混合氣體的密度不隨時(shí)間改變,不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,故B錯(cuò)誤;
C.正反應(yīng)為放熱反應(yīng),體系達(dá)到平衡后,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氣體分子數(shù)減小,根據(jù)M=,體系中的混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,故C正確;
D.恒溫恒壓時(shí),充入CH4平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大,故D正確。
故答案為:CD;
②t2時(shí)容積擴(kuò)大到原來的2倍,組分濃度減小,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),v正(N2)減小,t3時(shí)達(dá)到平衡,即圖像是:。
故答案為:。
(2) 反應(yīng)I:2NO(g)N2(g)+O2(g) K1=1×1030
反應(yīng)II:2CO2 (g)2CO(g)+O2(g) K2=4×10-92
據(jù)蓋斯定律①-②得2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g)的K= K1/K2=2.5×10121,K值越大,反應(yīng)進(jìn)行的越完全,從理論上來說,CO與NO能反應(yīng)完全,
因此,本題正確答案是:能,由反應(yīng)I和II的平衡常數(shù),可知2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g)的K= K1/K2=2.5×10121,該反應(yīng)向正方向的趨勢很大,使用合適的催化劑加快反應(yīng)速率,基本上可以除去污染氣體;
(3)NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。
已知平衡時(shí),n(NO)=a mol,n(NO2)=2a mol,n(NH3)=2a mol,n(N2)=2b mol,
物質(zhì)變化的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則n(H2O)=3b mol,
根據(jù)N2(g)的體積分?jǐn)?shù)為1/3,則有:=,解得,b=5a,
平衡時(shí)NO、NO2、NH3、N2、H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為:、、、、,
此時(shí)的平衡常數(shù)Kp===P。
因此,本題正確答案是:P;
(4)電極I為陰極,陰極上是HSO3-獲得電子生成S2O42-,在酸性條件下還生成水,電極反應(yīng)為:2HSO3- + 2e-+ 2H+ = S2O42-+2H2O,
因此,本題正確答案是:2HSO3- + 2e-+ 2H+ = S2O42-+2H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】超導(dǎo)材料為具有零電阻及磁性的物質(zhì),以Y2O3、BaCO3和CuO為原料,經(jīng)研磨燒結(jié)可合成一種高溫超導(dǎo)物質(zhì)YBa2Cu3Ox,F(xiàn)欲合成0.5 mol此高溫超導(dǎo)物,依化學(xué)計(jì)量數(shù)比例需取Y2O3、BaCO3和CuO的物質(zhì)的量分別為( )
A. 0.50 mol、0.50 mol、0.50 mol B. 0.25 mol、1.0 mol、1.5 mol
C. 0.50 mol、1.0 mol、1.5 mol D. 1.0 mol、0.25 mol、0.17 mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)依次增大,原子核外電子層數(shù)之和為13。B的化合物種類繁多,數(shù)目龐大;C、D是空氣中含量最多的兩種元素,D、E兩種元素的單質(zhì)反應(yīng)可以生成兩種不同的離子化合物;F為同周期原子半徑最小的元素。試回答以下問題:
(1)寫出A與D以1∶1的原子個(gè)數(shù)比形成的化合物的電子式:______________。F的離子結(jié)構(gòu)示意圖為_______________________。
(2)B、D形成的化合物BD2中存在的化學(xué)鍵為________鍵(填“離子”或“共價(jià)”,下同)。A、D、E三種元素形成的化合物為____________化合物。
(3)化合物甲、乙由A、B、D、E中的三種或四種組成,且甲、乙的水溶液均呈堿性。則甲、乙反應(yīng)的離子方程式為________________________________。
(4)化合物C2A4和C2D4的液體曾被用作火箭推進(jìn)劑,燃燒反應(yīng)的生成物是一種氣態(tài)單質(zhì)和一種化合物,它們對環(huán)境無污染。1 mol C2A4液體和足量C2D4液體完全反應(yīng)生成兩種氣體時(shí)放出熱量516.8 kJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_________________________________。
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【題目】碲(Te)廣泛用于彩色玻璃和陶瓷。工業(yè)上用精煉銅的陽極泥(含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的TeO2、少量Ag、Au)為原料制備單質(zhì)碲的一種工藝流程如下,(已知TeO2微溶于水,易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿),下列有關(guān)說法不正確的是
A. 將陽極泥研磨、反應(yīng)適當(dāng)加熱都有利于提高“堿浸”的速率和效率
B. “堿浸”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為TeO2+2OH-=TeO32-+H2O
C. “沉碲”時(shí)為使碲元素沉淀充分,應(yīng)加入過量的硫酸
D. 若提取過程碲元素的回收率為90%,則處理1kg這種陽極泥最少需通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下SO2 20.16L
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【題目】下列關(guān)于含氮化合物的性質(zhì)敘述正確的是( )
A.可用鐵制容器儲存稀硝酸
B.實(shí)驗(yàn)室用排空氣集氣法收集NO氣體
C.實(shí)驗(yàn)室可用氨水與硫酸鋁溶液反應(yīng)制取氫氧化鋁
D.NO2與水發(fā)生化合反應(yīng)生成硝酸
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【題目】如圖所示,錐形瓶內(nèi)盛有氣體X,滴管內(nèi)盛有液體Y.若擠壓滴管膠頭,使液體Y滴入瓶中,振蕩,過一會(huì)可見小氣球a鼓起.氣體X和液體Y不可能是( )
A.X是NH3,Y是水
B.X是SO2,Y是NaOH濃溶液
C.X是CO2,Y是稀硫酸
D.X是HCl,Y是NaNO3稀溶液
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【題目】有機(jī)物Y()是一種治療心血管和高血壓的藥物,某研究小組以甲苯、乙烯等物質(zhì)為主要原料,通過以下路線合成:
已知:RX+NaCNRCNRCOOH
請回答:
(1)寫出化合物H的結(jié)構(gòu)簡式_______________。
(2)下列說法不正確的是______________。
A.反應(yīng)①的試劑與條件為Cl2/光照
B.化合物E能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
C.化合物G→Y的轉(zhuǎn)化過程中,涉及的反應(yīng)類型有取代反應(yīng)、加成反應(yīng)
D.Y的分子式為C11H13NCl
(3)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式________________。
(4)芳香族化合物M是B的同分異構(gòu)體,M含有二個(gè)六元環(huán),則M可能的結(jié)構(gòu)有_______________。
(5)已知一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基是不穩(wěn)定的,會(huì)脫水轉(zhuǎn)化為羰基。試寫出由C的一種同分異構(gòu)體制備合成的線路圖。___________
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【題目】利用下圖所示裝置一定條件下可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲氫(忽略其他有機(jī)物)。下列說法不正確的是
A. A為電源的負(fù)極
B. E極的電極式為2H2O-4e-=4H++O2↑
C. D極生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極式為C6H6+6H++6e-=C6H12
D. 該裝置的電流效率75%,則b中環(huán)己烷增加2.8mol
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【題目】一定溫度下,恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O)(g),下列敘述不能說明該反應(yīng)達(dá)平衡的是( 。
A.V(正)(O2)=V(逆)(NO)B.密閉容器內(nèi)氣體的密度不再改變
C.密閉容器的壓強(qiáng)不變D.氮?dú)獾臐舛炔辉俑淖?/span>
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