【题目】目前“低碳减排”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题.
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g).在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(I)的变化曲线如图所示.据此判断:
①该反应的△H0(填“>”或“<”).
②在T2温度下,0﹣2s内的平均反应速率v(N2)=mol/(Ls).
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(填代号).
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.
例如:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJmol﹣1
2NO2(g)═N2O4(g)△H=﹣56.9kJmol﹣1
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)的热化学方程式: .
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.如图是通过人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.催化剂b表面发生的电极反应为 .
③常温下0.1molL﹣1的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka=molL﹣1(填写最终计算结果).
【答案】
(1)<;0.025;bd
(2)CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol;2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH;10﹣7
【解析】(1)①由图1可知,温度T1先到达平衡,故温度T1>T2 , 温度越高平衡时,二氧化碳的浓度越低,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,即△H<0,故答案为:<;②由图可知,T2温度时2s到达平衡,平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2mol/L,故v(CO2)= =0.05mol/(Ls),速率之比等于化学计量数之比,故v(N2)= v(CO2)= ×0.05mol/(Ls)=0.025mol/(Ls),故答案为:0.025mol/(Ls);③a.到达平衡后正、逆速率相等,不再变化,t1时刻V正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,故a错误;b.该反应正反应为放热反应,随反应进行温度升高,化学平衡常数减小,到达平衡后,温度为定值,达最高,平衡常数不变,为最小,图象与实际符合,故b正确,c.t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,故c错误;d.NO的质量分数为定值,t1时刻处于平衡状态,故d正确;
故答案为:bd;(2)①已知:Ⅰ、CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣867kJ/mol
Ⅱ、2NO2(g)N2O4(g)△H2=﹣56.9kJ/mol
根据盖斯定律,Ⅰ﹣Ⅱ得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),故△H=﹣867kJ/mol﹣(﹣56.9kJ/mol)=﹣810.1kJ/mol,
即CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol,故答案为:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol;②由图可知,左室投入水,生成氧气与氢离子,电极a表面发生氧化反应,为负极,电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+ , 右室通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极b表面发生还原反应,为正极,电极反应式为2CO2+4e﹣+4H+═2HCOOH,故答案为:2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH;③常温下,0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10,溶液中存在HCOO﹣水解HCOO﹣+H2OHCOOH+OH﹣ , 故Kh= =10﹣7 , 则HCOOH的电离常数Ka= = =10﹣7 , 故答案为:10﹣7 .
(1)①根据到达平衡的时间判断温度高低,根据平衡时二氧化碳的浓度判断温度对平衡的影响,进而判断△H;②由图可知,T2温度平衡时,二氧化碳的浓度变化量为0.1mol/L,根据v= 计算v(CO2),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(N2);③A.到达平衡后正、逆速率相等,不再变化;B.到达平衡后,温度为定值,平衡常数不变,结合反应热判断随反应进行容器内温度变化,判断温度对化学平衡常数的影响;C.t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化,最后不再变化;D.到达平衡后各组分的含量不发生变化;(2)①根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式;②由图可知,左室投入水,生成氧气与氢离子,电极a表面发生氧化反应,为负极,右室通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极b表面发生还原反应,为正极;③计算水解平衡常数Kh,再根据Ka= 计算.
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 氧化还原反应的本质是元素化合价发生变化
B. 还原剂是一种能够得到电子的物质
C. 物质所含元素化合价升高的反应是还原反应
D. 氧化反应和还原反应是同时发生的
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【题目】下列几组判断均正确的是( ) ① 和 互为同位素 ② 和 为同一物质③ 和 为同分异构体④O2和O3互为同素异形体⑤ 和 为同系物 ⑥ 和 为芳香化合物( )
A.①③④⑥
B.①②④⑤
C.①②⑤⑥
D.②③④⑤
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【题目】置换反应的通式可用如图表示,单质甲、乙和化合物A、B为中学常见物质,请回答下列问题:
(1)若化合物A常温下呈液态,化合物B的焰色反应呈黄色,则该反应的离子反应方程式为
(2)工业上利用置换反应原理制备一种半导体材料,写出该反应的化学方程式
(3)若气体单质乙能在空气中燃烧,化合物B为黑色磁性晶体,写出该反应的化学方程式 .
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【题目】一种熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示.则下列推断错误的是( )
A.放电时负极有CO2生成
B.正极反应为O2+2CO2+4e﹣═2CO32﹣
C.反应CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1molCH4转移6mol 电子
D.该电池可在常温或高温时进行工作,对环境具有较强的适应性
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【题目】设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,2.24LH2O含有的分子数目为0.1NA
B.1mol/LCu(NO3)2溶液中NO3﹣的数目为2NA
C.2.4gMg转变成Mg2+失电子的数目为0.2NA
D.6.2gNa2O所含Na+的数目为0.1NA
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【题目】如图所示的分子酷似企鹅,化学家ChrisScotton将该分子以企鹅来取名为Penguinone。
下列有关Penguinone的说法不正确的是( )
A.Penguinone中存在两种官能团
B.Penguinone是一种芳香醛
C.Penguinone中存在与乙烯相同的官能团,所以其与乙烯有相似的性质
D.如果该分子中的双键都能加成,则1molPenguinone能与3mol氢气反应
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【题目】制备干燥氨气所需的药品是( )
A. NH4Cl溶液、NaOH溶液、碱石灰
B. 饱和氨水
C. NaOH溶液、NH4Cl溶液、浓硫酸
D. NH4Cl固体、碱石灰、消石灰
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【题目】①1mol丙酮酸( )在镍的催化下与1mol氢气发生加成反应转变成乳酸,则乳酸的结构简式为。
②在酸性条件下,与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A发生消去反应生成B,则由A生成B的化学方程式为。
③B与甲醇生成的酯可以聚合,则该聚合物的结构简式为。
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