【题目】氮及其化合物对环境具有显著影响。
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+68 kJ/mol
则 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=__________ kJ/mol
(2)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)N2O2(g)(快速平衡)
第二步:N2O2(g)+O2(g) 2NO(g)(慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:υ正=k1 正·c2(NO),υ 逆=k1 逆·c(N2O2),k1正、k1 逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是__________
A. 整个反应的速率由第一步反应速率决定
B. 同一温度下,平衡时第一步反应的越大,反应正向程度越大
C. 第二步反应速率慢,因而平衡转化率也低
D. 第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(3)在密闭容器中充入一定量的CO和NO气体,发生反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H<0,图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系:
①温度:T1__________T2(填“>”、“<”或“=”)。
②若在D点对反应容器升温,同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的__________点(填字母)。
③某研究小组探究该反应中催化剂对脱氮率(即NO转化率)的影响。将相同量的NO和CO 以一定的流速分别通过催化剂a和b,相同时间内测定尾气,a结果如图中曲线I所示。已知:催化效率 b>a;b的活性温度约450℃。在图中画出b所对应的曲线(从300℃开始画) _______。
(4)在汽车的排气管上加装催化转化装置可减少NOx的排放。研究表明,NOx的脱除率除与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+X(A、B 均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I . NO(g)+□→NO(a)
II . 2NO(a)→2N(a)+O2(g) III. 2N(a)→N2(g)+2□
IV. 2NO(a)→N2(g)+2O(a) V. 2O(a)→O2(g)+2□
注:□表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原 B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是________。
【答案】-112 BD > A 还原后催化剂中金属原子的个数不变,低价态金属离子越多,氧缺位增多,反应速率加快
【解析】
(1)根据盖斯定律,将已知的两个热化学方程式相减,整理,可得待求反应的热化学方程式;
(2)A. 整个反应的速率由慢反应决定;
B. 根据①同一温度下,平衡时第一步反应的k1正/k1逆越大,化学平衡常数越大;
C. 反应速率低与转化率无因果关系;
D. 相同温度下,第一步反应快速达到平衡,第二步是慢反应,反应越快,说明反应的活化能越低;反应越慢,说明反应的活化能越高;
(3)①根据压强不变时,升高反应温度,化学平衡逆向移动,利用温度对NO的体积分数的影响确定T1与T2大小关系;
②对容器升高温度的同时扩大体积使体系的压强减小,则平衡逆向移动,NO体积分数增大;
③根据在一定温度范围内,升高温度,催化剂活性较大,超过其温度范围,催化剂活性降低,催化剂不能使平衡发生移动,不能改变物质的平衡转化率,催化效率高,反应速率快,先达到化学平衡状态;
(3)还原后催化剂中金属原子的个数不变,低价态金属离子越多,氧缺位增多,反应速率加快;根据盖斯定律分析可得。
(1)已知①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+68 kJ/mol
盖斯定律计算②-①,整理可得2NO(g) +O2(g)2NO2(g) △H=-112 kJ/mol;
(2) A.整个反应的速率由慢反应决定,A错误;
B. 根据①同一温度下,平衡时第一步反应的越大,化学平衡常数越大,则反应正向程度越大,B正确;
C. 反应速率低与转化率大小无关,因此不能根据反应速率慢判断反应达到平衡时物质的转化率小,C错误;
D. 相同温度下,第一步反应快速达到平衡,第二步是慢反应,说明第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高,D正确;
故合理选项是BD;
(3)①该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,在压强不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,使NO的体积分数增大,根据图象可知:在温度为T1时体积分数大,可确定温度:T1>T2;
②该反应的正反应为放热反应,在相同压强时,温度升高,平衡逆向移动,NO体积分数增大,根据图象可知反应温度:B>D>F。在D点对反应容器升温的同时扩大体积,使体系的压强减小,则化学平衡逆向移动,最终导致NO的体积分数增大,所以重新达到平衡时,可能D点变为图中的A点;
③在一定温度范围内温度升高,催化剂活性增大,但达到平衡时NO脱除率降低,且催化剂b的催化效率 b>a,b的活性温度约450℃。在相同温度时,b比a先使NO达到最大脱氮率,所以催化剂b的曲线表示为;
(3)第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子增多,还原后催化剂中金属原子的个数不变,价态降低,低价态的金属离子越多,氧缺位增多,反应速率加快,故第二阶段反应的速率越快。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】类比的定义,对于稀溶液可以定义
,
,常温下,
溶液在不同
值下,测得
、
、
的变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.随着的增大,左侧
增大的曲线是
的物质的量浓度的负对数
B.的
溶液中,
C.时,
D.的电离平衡常数
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】氯化亚铜(CuCl)是一种重要的化工产品。它不溶于H2SO4、HNO3 和醇,微溶于水,可溶于浓盐酸和氨水,在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)4-nCln],n随着环境酸度的改变而改变。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如图:
(1)还原过程中主要反应的离子方程式为_______。
(2)实验室为了加快过滤速度,往往采用抽滤的操作(如图)。仪器A的名称__________,有关抽滤,下列说法正确的是__________
A.抽滤完毕,应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管,再关闭水龙头,最后将滤液从吸滤瓶上口倒出
B.在布氏漏斗中放入滤纸后,直接用倾析法转移溶液和沉淀,再打开水龙头抽滤
C.在抽滤装置中洗涤晶体时,为减少晶体溶解损失,应使洗涤剂快速通过滤纸
D.减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀
(3)操作1为马上再洗涤,然后在真空干燥机内于70℃干燥2h,冷却、密封包装。其中最合理的洗涤试剂__________
A. 浓盐酸 B. 浓氨水 C. 无水乙醇 D. 水+乙醇
真空干燥的原因是___________。
(4)随着pH减小,Cu2(OH)4-nCln中铜的质量分数__________
A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 不能确定
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【题目】用于合成树脂的四溴双酚F、药物透过性材料高分子化合物PCL合成如下。
(1)W中—R是_____。
(2)A的结构简式是_________。
(3)A生成B和CH3COOH的反应类型是_________。
(4)D→X过程中所引入的官能团分别是_________。
(5)有机物Y的苯环上只有2种不同化学环境的氢原子。
由Y生成四溴双酚F的反应方程式是________。
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【题目】向恒温恒容密闭容器中充入1 mol X 和1 mol Y,发生反应 X(g)+2Y(g)Z(g)+W(s),下列选项不能说明反应已达平衡状态的是
A.v正(X)=2v逆(Y)B.气体平均密度不再发生变化
C.容器内压强不再变化D.X的浓度不再发生变化
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【题目】某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0,下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t1、t3、t4时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中不正确的是( )
A. t1时升高了温度 B. t3时加入了催化剂
C. t4时降低了压强 D. 在t3~t4时间内,X的体积分数最大
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【题目】利用下列实验装置能达到实验目的的是
A. 分离CH3COOH和CH3COOC2H5混合液
B. 验证NH4NO3晶体溶于水的热效应
C. 蒸发FeCl3溶液得到FeCl3固体
D. 验证C、Cl、Si的非金属性强弱
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列说法正确的是
A. 常温下醋酸分子不可能存在于pH>7的碱性溶液中
B. 常温下pH=2的H2SO4与pH=13的NaOH溶液混和,所得混和液的pH=11,则H2SO4溶液与NaOH溶液的体积比是9:1
C. 0.1mol/L硫化钠溶液中,c(S2-)+c(HS-)+2c(H2S)=0.1mol/L
D. 常温下向氯化铵溶液中加入少量氨水使溶液的pH=7,则混合溶液中c(NH4+)>c(Cl-)
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某无色溶液100mL,其中可能含Fe3+、Al3+、Na+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-、SO42-等离子中的几种,为分析其成分,取此溶液分别进行了四个实验,其操作和有关现象如图所示。
请回答下列问题:
(1)焰色反应是_____(填“物理”或“化学”)变化;实验③中产生的无色无味气体是_____(填化学式)。
(2)原溶液中一定存在的离子有_____,一定不存在的离子有_____(写化学式)。
(3)若溶液中K+物质的量为0.04mol,则c(Na+)=_____。
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