【題目】目前,人們對環(huán)境保護、新能源開發(fā)很重視。
(1)汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體,對汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g),恒溫恒容條件下,能夠說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________(填序號);
A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化 B.容器內(nèi)的壓強保持不變
C.2v逆(NO2)=v正(N2) D.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變
(2)用活性炭還原法也可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH。在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的量濃度如下:
時間/min 濃度/( mol·L-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時,該反應在0~20 min的平均反應速率v(CO2)=________;計算該反應的平衡常數(shù)K=______。
②根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷,由30 min到40 min時改變的條件可能是(任寫一種)__________________。
③30 min后升高溫度至T2℃,達到新平衡時,容器中NO、N2、CO2濃度之比為5∶3∶3,此時NO的轉(zhuǎn)化率_______(填“升高”或“降低”),ΔH_____0(填“>”或“<”)。
(3)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學式為CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH=-l59.5 kJ· mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5 kJ· mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ· mol-1
寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學反應方程式_____________________。
(4)科學家利用原電池原理,在酸性介質(zhì)中將NO2轉(zhuǎn)化為HNO3,則該轉(zhuǎn)化的負極反應式為:_________________________________。
【答案】 A、B 0.015 mol·L-1·min-1 0.56(或9/16) 通入一定量NO或適當縮小容器體積或者充入一定量1∶1的氮氣和二氧化碳 降低 < 2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=–87.0 kJ·mol-1 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+
【解析】(1). A. 容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化,說明各物質(zhì)的濃度不再變化,反應達到平衡狀態(tài),故A正確;B. 因該反應為反應前后氣體體積不相等的可逆反應,則容器內(nèi)的壓強保持不變,說明反應達到平衡狀態(tài),故B正確;C. 當2v逆(NO2)=v正(N2)時,該反應的正逆反應速率不相等,反應沒有達到平衡狀態(tài),故C錯誤;D. 在恒溫恒容條件下,容器內(nèi)混合氣體密度始終不變,則容器內(nèi)混合氣體密度保持不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故D錯誤;答案為:A、B;
(2). ①. T1℃時,該反應在0~20 min的平均反應速率v(CO2)=0.3mol/L÷20min=0.015 mol·L-1·min-1,該反應的平衡常數(shù)K=== 0.56(或9/16),故答案為:0.015 mol·L-1·min-1;0.56(或9/16);
②. 30min到40min改變某個反應條件后再次達到平衡時K=== 0.56,平衡常數(shù)K沒有改變,說明反應溫度不變,由圖表數(shù)據(jù)分析,30 min到40 min時改變某個反應條件,再次達到平衡時,各氣體的濃度都增大相同的倍數(shù),又因C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)為反應前后氣體體積不變的可逆反應,則改變的條件可能是通入一定量NO或適當縮小容器體積或者充入一定量1∶1的氮氣和二氧化碳,故答案為:通入一定量NO或適當縮小容器體積或者充入一定量1∶1的氮氣和二氧化碳;
③. 30 min后升高溫度至T2℃,達到新平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5∶3∶3,由反應方程式可知,N2、CO2的濃度之比始終為1∶1,原平衡時NO和N2的濃度之比為4∶3<5∶3,說明升高溫度平衡逆向移動,NO的轉(zhuǎn)化率降低,該反應為放熱反應,ΔH<0,故答案為:降低;<;
(3). 已知①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH=-l59.5 kJ· mol-1、②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH= +116.5 kJ· mol-1、③H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0 kJ· mol-1,根據(jù)蓋斯定律可知,①+②-③得:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=–87.0 kJ·mol-1,故答案為:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=–87.0 kJ·mol-1;
(4). 科學家利用原電池原理,在酸性介質(zhì)中將NO2轉(zhuǎn)化為HNO3,氮元素的化合價從+4價升高到+5價,說明在負極上二氧化氮失電子發(fā)生氧化反應,負極的反應式為:NO2-e-+H2O=NO3-+2H+,故答案為:NO2-e-+H2O=NO3-+2H+。
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【題目】已知二氧化碳和氫氣在一定條件下可以合成甲醇,其制備反應為:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 。下列說法正確的是:
A. 調(diào)控反應條件不能改變反應限度
B. 化學反應的限度決定了反應物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率
C. 當CO2的消耗速率等于其生成速率時,該反應已停止
D. 投入3molH2能得到1mol的CH3OH
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【題目】維爾納配合物M是一種橙黃色單斜晶體。該晶體以濃氨水、雙氧水、CoCl26H2O、NH4Cl 為原料在加熱條件下通過活性炭的催化來合成。為探究該晶體的組成,設計了如下實驗:
步驟一,氮的測定:準確稱取一定量橙黃色晶體,加入適量水溶解,注入下圖所示的三預瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入 水蒸氣,將樣品中的氨全部蒸出,用500.00mL7.0mol /L的鹽酸溶液吸收,吸收結(jié)束后量取吸收液25.00mL,用2.00mol/L的NaOH溶液滴定過量的鹽酸,終點消耗NaOH溶液12.50mL。
步驟二,氯的測定: 準確稱取橙黃色晶體wg,配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定,以K2CrO4溶液為指示劑,至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色沉淀)。
(1)裝置B中儀器a的名稱為_______。
(2)裝置A、B 三腳架處應放置一個酒精燈作為熱源,酒精燈應放置在___(填“A”或“B”) 處。
(3) 步驟一所稱取的樣品中含氮的質(zhì)量為_______g。
(4)有同學提出裝置C中所用鹽酸的濃度過大易揮發(fā),會造成測得氮的含量結(jié)果將____ (填“偏高”、“偏低”或“無影響”); 冰水混合物的作用是________。
(5) 測定氯的過程中,使用棕色滴定管的原因是_______; 出現(xiàn)淺紅色沉淀時,若溶液中c(CrO42-)=0.0025mol/L,通過計算說明該實驗可以使用K2CrO4溶液為指示劑的原因______ (呈現(xiàn)計算過程)。已知: Ksp(Ag2CrO4)=1.0×10-12 Kp(AgCl)=1.8×10-10
(6)經(jīng)上述實驗測定,配合物M中鉆、氮、氯的物質(zhì)的量之比為1: 6: 3,其中氮元素以氨的形式存在。制備M的化學方程式為__________________。
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【題目】工業(yè)上可由乙苯生產(chǎn)苯乙烯:,下列說法正確的是
A. 該反應的類型為消去反應
B. 乙苯的同分異構體共有三種
C. 可用酸性高錳酸鉀溶液鑒別乙苯和苯乙烯
D. 乙苯和苯乙烯分子內(nèi)共平面的碳原子數(shù)均為7
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【題目】工業(yè)上常以鉻鐵礦(主要成分為亞鉻酸亞鐵FeCr2O4,還有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)紅礬鈉(Na2Cr2O7),某實驗小組模擬其流程如下圖所示:
(1)步驟①中,焙燒時所用的儀器材質(zhì)應選用_______(填“瓷質(zhì)”、“鐵質(zhì)”或“石英質(zhì)”),二氧化硅與純堿反應的化學方程式為___________。
(2)配平步驟①中主要反應:_________
____FeCr2O4+___O2+___Na2CO3___Fe2O3+___Na2CrO4+___CO2
(3)操作④中,酸化時,CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式:______________。
(4)步驟③用硫酸將溶液的pH調(diào)至中性,所得濾渣的主要成分是___________、____________;
(5)下圖是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲線,步驟④中獲得固態(tài)副產(chǎn)品Na2SO4的實驗操作方法為____________、___________。
(6)工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72-的酸性廢水,用金屬鐵作陽極、石墨作陰極,一段時間后產(chǎn)生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。若電解后溶液中c(Cr3+)=3.0×10-5mol·L-1,則c(Fe3+)=_____。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol·L-1,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31mol·L-1)
(7)CrO5的結(jié)構式為,該氧化物中Cr為_______價。
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【題目】美國“海狼”號潛艇上的核反應堆內(nèi)使用了液體鋁鈉合金作載熱介質(zhì),下列關于Al、Na原子結(jié)構的分析中正確的是( )
A. 原子半徑:Al>Na
B. 第一電離能:Al>Na
C. 電負性:Na>Al
D. 基態(tài)原子未成對電子數(shù):Na>Al
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【題目】用下列裝置制備二氧化氮氣體,并探究相關產(chǎn)物性質(zhì)。
(1) 裝置A中的分液漏斗盛裝的液體是____,燒瓶中預先加入的是銅屑,鐵的價格比銅的價格低,此處用銅不用鐵的原因是______________。
(2) 干燥管B、D中盛裝的干燥劑可以是____(填“濃硫酸”、“無水氯化鈣”、“五氧化二磷”或“堿石灰”),干燥管D中干燥劑的作用是______________。
(3) 裝置E的作用是吸收尾氣,吸收過程中發(fā)生反應的化學方程式如下,請將其補充完整。
NaOH+ NO2 + NaNO2+ H2O ______
(4) 某化學興趣小組認為銅和適量濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體中含NO,選用下列必要的裝置(N2和O2的用量可自由控制)完成驗證實驗。
已知:
i. NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O
ii氣體液化溫度如下:
氣體 | NO2 | NO |
液化溫度 | 21 ℃ | -152 ℃ |
①儀器的連接順序(按從左→右連接,填各儀器字母)為________。
②實驗時先檢查裝置氣密性后,再加入試劑,在反應前的操作是_______。
③確認氣體中含NO的現(xiàn)象是__________;裝置C的作用是____。
④NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術是目前應用最廣泛的氣體中氮氧化物脫除技術,F(xiàn)在有NO、NO2的混合氣6 L,可用同溫同壓下7 L NH3恰好使其完全轉(zhuǎn)化為N2,則原混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為____。
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【題目】某固體物質(zhì)只含有鈉和氧兩種元素,將它放在足量的水中反應產(chǎn)生兩種氣體,這兩種氣體又可以在一定條件下反應生成水.則原固體物質(zhì)的組成是( )
A.Na2O2與Na2O
B.Na2O2
C.Na2O2與Na
D.Na和Na2O
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【題目】溶液、膠體和濁液三種分散系,其分散質(zhì)的根本區(qū)別是
A.是否產(chǎn)生丁達爾效應B.分散質(zhì)微粒直徑的大小
C.是否均一、穩(wěn)定、透明D.是否能透過濾紙、半透膜
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