【題目】氮氧化物的存在會(huì)破壞地球環(huán)境,人們一直在積極探索改善大氣質(zhì)量的有效措施。

(1)NO加速臭氧層被破壞,其反應(yīng)過(guò)程如圖所示:

① NO的作用是_________。

②已知:O3(g) + O(g) === 2O2(g) ΔH = -143 kJ/mol

反應(yīng)1:O3(g) + NO(g) === NO2(g) + O2(g) ΔH1 = -200.2 kJ/mol

反應(yīng)2:熱化學(xué)方程式為____________

(2)已知 N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+181.5kJ·mol1。某科研小組嘗試?yán)霉腆w表面催化工藝進(jìn)行NO的分解。若用 、分別表示N2、NOO2和固體催化劑,在固體催化劑表面分解NO的過(guò)程如圖所示。從吸附到解吸的過(guò)程中,能量狀態(tài)最低的是______(填字母序號(hào))。

(3)利用電解法處理高溫空氣中稀薄的NO(O2濃度約為NO濃度十倍),裝置示意圖如圖,固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)O2-

①陰極反應(yīng)為_______________________。

②消除一定量的NO所消耗的電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論計(jì)算量,可能的原因是(不考慮物理因素)____________。

③通過(guò)更換電極表面的催化劑可明顯改善這一狀況,利用催化劑具有_________性。

(4)溫度為T1時(shí),在容積為1L的恒容密閉容器中充入0.6molNO2,達(dá)平衡時(shí)c(O2)0.2mol/L,僅發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2 (g)(H>0)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:vv (NO2)消耗kc2(NO2)vv(NO)消耗2v(O2)消耗kc2(NO) c(O2),k、k為速率常數(shù),僅受溫度影響。當(dāng)溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí),若kk,則T1______T2(”),得出該結(jié)論的理由是______。

【答案】催化劑 NO2(g) + O(g) === NO(g) + O2(g) ΔH2= +57.2 kJ/mol C 2NO +4e== N2↑+ 2O2- 陰極發(fā)生副反應(yīng) O2+4e== 2O2- 選擇 T2T1 達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等,根據(jù)kc2(NO2)=kc2(NO)c(O2),且kk,可知c2(NO2)=c2(NO)c(O2),T2時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K等于1,大于0.8,且該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng),所以 T2T1

【解析】

1)①NO能加速臭氧層被破壞,且前后質(zhì)量以及化學(xué)性質(zhì)未發(fā)生改變;

②利用蓋斯定律求解;

2)該分解反應(yīng)為放熱反應(yīng);

3)①陰極是NO得到電子生成O2-N2

②電解裝置中下電極板上存在有O2,容易在陰極發(fā)生副反應(yīng);

③催化劑具有選擇性、穩(wěn)定性、活性;

4)根據(jù)T1平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度計(jì)算平衡常數(shù)K,達(dá)到平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等,可計(jì)算出平衡常數(shù)與kk之間的關(guān)系,當(dāng)改變溫度為T2時(shí),根據(jù)kk,可判斷平衡常數(shù)的變化,然后結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析溫度大小關(guān)系。

1)①由圖可知,NO在反應(yīng)過(guò)程中并未發(fā)生改變,且NO能加速臭氧層被破壞,故NO的作用是作催化劑;

②O3(g) + O(g) === 2O2(g) ΔH = -143 kJ/mol I

O3(g) + NO(g) === NO2(g) + O2(g) ΔH1 = -200.2 kJ/mol II

反應(yīng)2的化學(xué)方程式為NO2+ O=== NO+ O2,由蓋斯定律可知,反應(yīng)2=I-II,反應(yīng)2ΔH=[-143--200.2]kJ/mol=+57.2 kJ/mol,故反應(yīng)2的熱化學(xué)方程式為:NO2(g) + O(g) === NO(g) + O2(g) ΔH2= +57.2 kJ/mol;

2NO 分解為氮?dú)夂脱鯕獾姆磻?yīng)是放熱反應(yīng),氮?dú)夂脱鯕鈴拇呋瘎┍砻娼馕哪芰,故能量最低的狀態(tài)是 C 處,

3)①陰極是NO得到電子生成O2-N2,其電極反應(yīng)式為:2NO +4e== N2↑+ 2O2-;

②因O2濃度約為NO濃度十倍,且電解裝置中下電極板上存在有O2,容易在陰極發(fā)生副反應(yīng):O2+4e==2O2-,導(dǎo)致耗能遠(yuǎn)高于理論值;

③催化劑具有選擇性、穩(wěn)定性、活性,由題可知,更換催化劑的目的是防止副反應(yīng)的發(fā)生,體現(xiàn)了催化劑的選擇性;

4)由反應(yīng):2NO(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0

起始(mol/L 0.6 0 0

轉(zhuǎn)化(mol/L 2x 2x x

平衡時(shí)(mol/L0.6-2x 2x x

溫度為T1時(shí),由題可知,x=0.2,,根據(jù)平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等,即kc2(NO2)=kc2(NO) c(O2),結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式可知=0.8。當(dāng)溫度為T2時(shí),結(jié)合上述分析可知平衡常數(shù),即溫度由T1改變?yōu)?/span>T2時(shí),平衡正向移動(dòng),因該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),因此T2T1。

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】某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定氣體摩爾體積的探究實(shí)驗(yàn),利用氯酸鉀分解制O2。

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

連接好實(shí)驗(yàn)裝置,檢查裝置的氣密性。

把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥的試管中,準(zhǔn)確稱量試管和藥品的總質(zhì)量為15.95 g。

加熱,開(kāi)始反應(yīng),直到不再有氣體產(chǎn)生為止。

測(cè)量排入量筒中水的體積為285.0 mL,換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為279. 7 mL。

準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為15. 55 g。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程,回答下列問(wèn)題:

(1)如何檢查裝置的氣密性?____________________________________________。

(2)以下是測(cè)量收集的氣體體積必須包括的幾個(gè)步驟:

調(diào)整量筒的高度使廣口瓶和量筒內(nèi)的液面高度相同;

使試管和廣口瓶?jī)?nèi)氣體都冷卻至室溫;

讀取量筒內(nèi)液體的體積。

這三步操作的正確順序是_________________(請(qǐng)?zhí)顚懖襟E代號(hào))。

進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),若仰視讀數(shù),則讀取氧氣的體積_______(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是_____mol;實(shí)驗(yàn)測(cè)得氧氣的氣體摩爾體積是______(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】普通鋅錳電池筒內(nèi)無(wú)機(jī)物主要成分為MnO2、NH4Cl、ZnCl2等。某研究小組探究廢于電池內(nèi)的黑色固體并回收利用時(shí),進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是

A. 操作中玻璃棒的作用是轉(zhuǎn)移固體 B. 操作為過(guò)濾,得到的濾液顯堿性

C. 操作中盛放藥品的儀器是坩堝 D. 操作的目的是除去濾渣中的雜質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列溶液中,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不是1 mol/L的是(  )

A. 10 g NaOH固體溶解在水中配成250 mL溶液

B. 80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液

C. 0.5 mol/LNaNO3溶液100 mL加熱蒸發(fā)掉50 g水的溶液

D. 標(biāo)況下,將22.4 L氯化氫氣體溶于水配成1 L溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在容積一定的密閉容器中,反應(yīng)2AB(g) +C(g)達(dá)到平衡后,升高溫度容器內(nèi)氣體的密度增大,則下列敘述正確的是( )

A. 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),且A不是氣態(tài)

B. 正反應(yīng)是放熱反應(yīng),且A是氣態(tài)

C. 其他條件不變,加入少量A,該平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

D. 改變壓強(qiáng)對(duì)該平衡的移動(dòng)無(wú)影響

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時(shí)獲得氫氣:Fe+2H2O+2OHFeO42-+3H2↑,工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

(已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原)

A. 裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO42-

B. M點(diǎn)表示氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)

C. 氫氧根離子從鎳極區(qū)通過(guò)交換膜到達(dá)鐵極區(qū)域

D. 電解過(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3HNO2的混合溶液,電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:________________________。

(2)制備焦亞硫酸鈉Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3Na2SO3。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為____________。電解后,__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。

(3)利用離子交換膜控制電解液中OH的濃度而制備納米Cu2O,裝置如圖所示,該電池的陽(yáng)極反應(yīng)式為____________________。(離子交換膜只允許OH通過(guò))

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,下列敘述中不正確的是( )

A. 0.1 mol/L CH3COOH 溶液中加水稀釋,溶液中所有離子濃度均減小

B. 醋酸溶液中離子濃度的關(guān)系滿足:c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH- )

C. CH3COOH 溶液中加入少量 CH3COONa(s),平衡逆向移動(dòng)

D. 常溫下,pH = 2 CH3COOH 溶液與 pH = 12 NaOH 溶液等體積混合后,溶液的 pH < 7

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】元素R的最高價(jià)含氧酸分子式為HnRO2n-2,則在氣態(tài)氫化物中,R元素的化合價(jià)為(

A.3n-12B.3n6

C.3n4D.2n4

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