【題目】碳和氮的化合物在生產生活中廣泛存在。回答下列問題:
(1)催化轉化器可使汽車尾氣中的主要污染物(CO、NOx、碳氫化合物)進行相互反應,生成無毒物質,減少汽車尾氣污染。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5 kJ/mol;
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221.0 kJ/mol;
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5 kJ/mol
則尾氣轉化反應2NO(g) +2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=___________。
(2)氨是一種重要的化工原料,在工農業(yè)生產中有廣泛的應用。在773 K時,分別將2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一個固定容積為1 L的密閉容器中,隨著反應的進行,氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應時間(t)的關系如表所示:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3)/mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
①該溫度下,若向同容積的另一容器中投入N2、H2、NH3,其濃度均為3 mol/L,則此時v正____v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②由表中的實驗數據可得到“c—t”的關系,如圖1所示,表示c(N2)—t的曲線是______。在此溫度下,若起始充入4 mol N2和12 mol H2,則反應剛達到平衡時,表示c(H2)—t的曲線上相應的點為________。
x的排放主要來自于汽車尾氣,有人利用反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ/mol,用活性炭對NO進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,保持恒壓測得NO的轉化率隨溫度的變化如圖2所示:
①由圖可知,1050K前反應中NO的轉化率隨溫度升髙而增大,其原因為_______;在1100K時,CO2的體積分數為__________。
②用某物質的平衡分壓代替其物質的量濃度也可以表示化學平衡常數(記作Kp)。在1050K、1.1×106Pa時,該反應的化學平衡常數Kp=______[已知:氣體分壓(P分)=氣體總壓(Pa)×體積分數]。
(4)在酸性電解質溶液中,以惰性材料作電極,將CO2轉化為丙烯的原理如圖3所示
①太陽能電池的負極是_______(填“a”或“b”)
②生成丙烯的電極反應式是___________。
【答案】-746.5 kJ /mol 大于 乙 B 1050K前反應未達到平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應速率加快,NO轉化率增大 20% 4 a 3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O
【解析】
(1)根據蓋斯定律進行分析;
(2)①該溫度下,25 min時反應處于平衡狀態(tài),平衡時c(N2)=1 mol/L、c(H2)=3 mol/L、c(NH3)=2 mol/L,帶入平衡常數表達式計算;在該溫度下,若向同容積的另一容器中投入N2、H2和NH3,其濃度均為3mol/L,計算出濃度商Qc,將計算結果與平衡常數K比較判斷分析進行方向;
②N2的初始濃度為2mol/L,且濃度逐漸減小,據此判斷;起始充入4 mol N2和12 mol H2,相當于將充入2.00 mol N2和6.00 mol H2的兩個容器“壓縮”為一個容器,假設平衡不移動,則平衡時c(H2)=6 mol/L,而“壓縮”后壓強增大,反應速率加快,平衡正向移動,據此可知平衡時3 mol/L<c(H2)<6 mol/L,且達到平衡的時間縮短;
(3)①結合外界條件對反應速率、平衡狀態(tài)的影響以及三段式計算得到;
②根據三段式計算Kp;
(4)①燃料電池中負極通燃料,正極通氧氣;
②太陽能電池為電源,電解強酸性的二氧化碳水溶液得到丙烯,丙烯在陰極生成。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol;
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.0kJ/mol;
③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol,根據蓋斯定律③×2-②-①可得:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ/mol;
(2)①該溫度下,25 min時反應處于平衡狀態(tài),平衡時c(N2)=1 mol/L、c(H2)=3 mol/L、c(NH3)=2 mol/L,則K==;在該溫度下,若向同容積的另一容器中投入N2、H2和NH3,其濃度均為3 molL-1,則Qc==<K,反應正向進行,故v正大于v逆;
②N2的初始濃度為2mol/L,且濃度逐漸減小,圖象中曲線乙符合;起始充入4 mol N2和12 mol H2,相當于將充入2.00 mol N2和6.00 mol H2的兩個容器“壓縮”為一個容器,假設平衡不移動,則平衡時c(H2)=6 mol/L,而“壓縮”后壓強增大,反應速率加快,平衡正向移動,故平衡時3 mol/L<c(H2)<6 mol/L,且達到平衡的時間縮短,故對應的點為B;
(3)①1050 kPa 前,反應b中NO2轉化率隨著溫度升高而增大的原因是,在1050kPa前反應未達平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應速率加快,物質的轉化率增大;在1100kPa時NO轉化率40%,結合三段式計算列式得到;
C(
起始量(mol) 2 0 0
變化量(mol) 2×0.4=0.8 0.4 0.4
平衡量(mol) 1.2 0.4 0.4
CO2的體積分數=×100%=20%;
②在1050K、1.1×106Pa時,NO的轉化率為80%,則
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
起始量(mol) 2 0 0
變化量(mol) 2×80%=1.6 0.8 0.8
平衡量(mol) 0.4 0.8 0.8
可知平衡時p(NO)=0.2P總,p(N2)=0.4p總,p(CO2)=0.4p總,Kp==4;
(4)①在燃料電池中,負極通燃料,正極通氧氣,故a是負極,b為正極;
②電解時,二氧化碳在b極上生成丙烯,得到電子的一極為電源的正極,則生成丙烯的電極反應式為:3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關說法正確的是
A. 一定條件下反應N2+3H22NH3,達到平衡時,3v正(H2)=2v正(NH3)
B. 25℃時,0.1 mol/L的NaHB溶液呈酸性,說明H2B為強酸
C. 將pH=a+1的氨水稀釋為pH=a的過程中,c(OH-)/c(NH3H2O)變小
D. 10mL濃度為1mol/L的鹽酸與過量的Zn粉反應,若加入適量的CH3COONa溶液,既能降低反應速率,又不影響H2的生成
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下圖為一種利用原電池原理設計測定O2含量的氣體傳感器示意圖,RbAg4I5是只能傳導Ag+的固體電解質。O2可以通過聚四氟乙烯膜與AlI3 反應生成Al2O 3和I2,通過電池電位計的變化可以測得O2的含量。下列說法正確的是( )
A. 正極反應為:3O2+12e-+4Al3+=2Al2O3
B. 傳感器總反應為:3O2+4AlI3+12Ag=2Al2O3+12AgI
C. 外電路轉移0.01mol電子,消耗O2的體積為0.56L
D. 給傳感器充電時,Ag+向多孔石墨電極移動
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖所示,把試管放入盛有25℃飽和石灰水的燒杯中,試管中開始放入幾小塊鎂片,再滴入5mL稀鹽酸。
回答下列問題:
(1)實驗中觀察到的現象是________________。
(2)產生上述現象的原因是________________。
(3)寫出有關反應的離子方程式____________。
(4)由實驗推知,MgCl2溶液和H2的總能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)用電子式表示H2O和MgBr2的形成過程:
H2O__;MgBr2__;
(2)寫出CO2、Na2O2、H2O2的電子式:
CO2_;Na2O2__;H2O2___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如下圖是某種有機物分子的球棍模型圖。圖中的“棍”代表單鍵或雙鍵,不同大小的“球”代表三種不同的短周期元素的原子。對該有機物的敘述不正確的是( )
A.該有機物可能的分子式為C2HCl3
B.該有機物的分子中一定有
C.該有機物分子中的所有原子在同一平面上
D.該有機物可以由乙烯和氯化氫加成反應得到
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】現有A、B、C三種烴,其球棍模型如下圖:
(1)等質量的以上物質完全燃燒時耗去O2的量最多的是________(填對應字母,下同);
(2)同狀況、同體積的以上三種物質完全燃燒時耗去O2的量最多的是____________;
(3)等質量的以上三種物質燃燒時,生成二氧化碳最多的是________,生成水最多的是________。
(4)在120℃、1.01×105 Pa下時,有兩種氣態(tài)烴和足量的氧氣混合點燃,相同條件下測得反應前后氣體體積沒有發(fā)生變化,這兩種氣體是__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列圖示與對應的敘述相符的是( )
A. 圖甲所示,表示強堿滴定強酸的滴定曲線
B. 圖乙所示,從能量角度考慮,金剛石比石墨穩(wěn)定
C. 圖丙所示,表示反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH<0的平衡常數K與溫度和壓強的關系
D. 圖丁所示,圖中的陰影部分面積的含義是[υ(正)-υ(逆)]
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖是常見四種有機物的比例模型示意圖。下列說法不正確的是( )
A. 甲不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水均褪色
B. 乙可使酸性高錳酸鉀溶液和溴水均褪色,且反應類型也相同.
C. 丙不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水反應而褪色
D. 丁能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
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