【题目】为了减轻大气污染,可在汽车尾气排放处加装“催化净化器”装置。
(1)通过“催化净化器”的CO、NO在催化剂和高温作用下可发生可逆反应,转化为参与大气循环的无毒混合气体,写出该反应的化学方程式:__。
(2)在一定温度下,向1L密闭恒容容器中充入1molNO、2molCO,发生上述反应,10s时反应达到平衡,此时CO的物质的量为1.2mol。请回答下列问题:
①前10s内平均反应速率v(CO)=___。
②在该温度下反应的平衡常数K=___。
③关于上述反应,下列叙述正确的是___(填字母)。
A.达到平衡时,移走部分CO2,平衡将向右移动,正反应速率加快
B.扩大容器的体积,平衡将向右移动
C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂
D.若保持平衡时的温度不变,再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2,则此时v正>v逆
④已知上述实验中,c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图:
若其他条件不变,将1molNO、2molCO投入2L容器进行反应,请在图中绘出c(CO)与反应时间t1变化曲线Ⅱ___(不要求标出CO的终点坐标)。
(3)测试某汽车冷启动时的尾气催化处理,CO、NO百分含量随时间变化曲线如图:
请回答:
前0~10s阶段,CO、NO百分含量没明显变化的原因是___。
【答案】2NO+2CON2+2CO2 0.08mol·L-1·s-1
(或4.44) CD
尚未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度)
【解析】
(1)CO、NO在催化剂和高温作用下发生可逆反应,转化为参与大气循环的无毒混合气体,结合原子守恒推知,无毒混合气体为CO2和N2,结合原子守恒和得失电子守恒写出化学方程式。
(2)①反应速率=;
②结合平衡三段式列式计算平衡浓度,平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到;
③依据化学平衡移动原理分析选项,改变条件,平衡向减弱这种改变的方向进行;
④反应前后气体体积减小,若其它条件不变,将1molNO、2molCO投入2L容器进行反应,相当于原来的平衡状态减小压强,平衡浓度减小,反应速率减小,平衡向气体体积增大的分析进行;
(3)汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线变化分析,开始的气体含量变化不大,说明温度低,催化剂的作用未起作用。
(1)由NO、CO相互反应转换成无毒的气体,即生成氮气和二氧化碳,该反应的化学反应方程式为2NO+2CON2+2CO2;
(2)在一定温度下,向1L密闭容器中充入1molNO、2molCO,发生上述反应②,10S反应达平衡,此时CO的物质的量为1.2mol,依据化学平衡三段式列式计算:
①前10s内平均反应速率v(CO)==0.08molL-1S-1;
②体积为1L,该温度下平衡常数K==
=
;
③A.达到平衡时,移走部分CO2,平衡将向右移动,正反应速率减小,故A错误;
B.反应是气体体积减小的反应,缩小容器的体积,压强增大,平衡将向右移动,故B正确;
C.催化剂对正逆反应速率影响程度相同,在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂,故C正确;
D.若保持平衡时的温度不变,再向容器中充入0.8molCO和0.4molN2,浓度商Qc==
=3.2<K=
,平衡正向进行,则此时v正>v逆 ,故D正确;
故答案为CD;
④其他条件不变,将1 mol NO和2 mol CO投入2 L容器中进行反应,可分两步先将1 mol NO和2 mol CO投入1 L容器中进行反应,再将容器的容积由1 L变为2 L,第一步与原平衡状态相同,第二步平衡向左移动,达平衡时c(CO)稍大于0.6 mol·L-1;由于各气体的浓度减小,反应速率减慢,达到平衡所用时间比原来增长,画出的图象为:;
(3)汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线变化分析,开始的气体含量变化不大,说明温度低,催化剂的作用未起作用;证明反应未达到催化剂工作温度(或尚未达到反应的温度)。
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【题目】已知苯与液溴的反应是放热反应,某校学生为探究苯与溴发生的反应,用如图装置进行实验。根据相关知识回答下列问题:
(1)实验开始时,关闭K2,打开K1和漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。一段时间后,在装置Ⅲ中可能观察到的现象是_________。
(2)实验中能防止倒吸的装置有___________(填装置序号)。
(3)反应结束后要使装置Ⅰ中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是_________,简述这一操作:________。
(4)通过该实验,可知苯与溴的反应是_______反应。
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【题目】已知C—C键可以旋转,下列对结构简式如下图的烃的说法正确的是( )
A.该烃属于苯的同系物
B.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
D.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
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【题目】白头翁素具有显著的抗菌作用,其合成路线如图所示:
已知:
①RCH2BrRCH=CHR’
②2RCH=CHR’
(以上R、R’代表氢、烷基)
(1)白头翁素的分子式为____。
(2)试剂a为______,E→F的反应类型为________。
(3)F的结构简式为_________。
(4)C中含有的官能团名称为________。
(5) A→B反应的化学方程式为_________。
(6)F与足量氢气加成得到G,G有多种同分异构体,其中属于链状羧酸类有____种。
(7)以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成的路线为____(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
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【题目】以赤铁矿(主要成分为60.0%Fe2O3,杂质为3.6%FeO,Al2O3,MnO2,CuO等)为原料制备高活性铁单质的主要生产流程如图所示:
已知部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表所示:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
pH | 3.4 | 5.2 | 9.7 | 6.7 |
请回答下列问题:
(1)含杂质的赤铁矿使用前要将其粉碎,目的是___。操作Ⅰ的名称是___。
(2)将操作Ⅰ后所得的MnO2与KClO3、KOH溶液混合共热,可得到K2MnO4,此反应的化学方程式是____。
(3)将pH控制在3.6的目的是___。已知25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20,该温度下反应Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常数K=___。
(4)加入双氧水时反应的离子方程式为___。
(5)利用氨气在500℃以上分解得到的氮原子渗透到铁粉中可制备氮化铁(FexNy),若消耗氨气17.0g,消耗赤铁矿石1kg,写出该反应完整的化学方程式:___。
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【题目】我国对‘可呼吸”的钠-二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为:4Na+3CO2 2Na2CO3+C,其工作原理如下图所示(放电时产生Na2CO3固体储存于碳纳米管中)。下列说法不正确的是
A. 放电时,钠金属片作负极,碳纳米管作正极
B. 充电时,阳极反应为:2Na2CO3+C-4e-=3CO2↑+4Na+
C. 放电时,Na+从负极区向正极区移动
D. 该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液
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【题目】二茂铁[(C2H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华),沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法不正确的是( )
A.二茂铁属于分子晶体
B.在二茂铁中,C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
C.已知环戊二烯的结构式为,则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D. C5H5-中一定含有键
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【题目】葡萄糖发酵可制得乳酸,从酸牛奶中也能提取出乳酸,纯净的乳酸为无色黏稠液体,易溶于水。为了研究乳酸的分子组成和结构,进行如下实验:
(1)称取乳酸,在某种状况下使其完全汽化,若相同状况下等体积氢气的质量为
,则乳酸的相对分子质量为_______。
(2)若将上述乳酸蒸气在中燃烧只生成
和
,当气体全部被碱石灰吸收后,碱石灰的质量增加
;若将此气体通过足量的石灰水,产生
白色沉淀。则乳酸的分子式为________。
(3)乳酸分子能发生自身酯化反应,且其催化氧化产物不能发生银镜反应。若葡萄糖发酵只生成乳酸,试写出该反应的化学方程式:_______(忽略反应条件)。
(4)写出乳酸在催化剂作用下发生反应生成分子式为的环状酯的结构简式:__。
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【题目】甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。
(1)该反应的离子方程式为__________________________。
设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
(2)甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。实验装置如图,实验时分液漏斗中A溶液一次性放下,A、B的成分见下表:
序号 | A溶液 | B溶液 |
① | 2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液 | 4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液 |
② | 2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液 | 4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液 |
③ | 2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液 | 4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4 |
该实验探究的是______对化学反应速率的影响。在反应停止之前,相同时间内针管中所得CO2的体积由大到小的顺序是____________(用实验序号填空)。
(3)乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率的大小。取两支试管各加入2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液,另取两支试管各加入4 mL 0.1 mol/L KMnO4溶液。将四支试管分成两组(各有一支盛有H2C2O4溶液和KMnO4溶液的试管),一组放入冷水中,另一组放入热水中,经过一段时间后,分别混合并振荡,记录溶液褪色所需时间。该实验目的是研究_________对化学反应速率的影响,但该组同学始终没有看到溶液褪色,其原因是____________。
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