【题目】应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手。
Ⅰ.研究发现,NOx是雾霾的主要成分之一,NOx主要来源于汽车尾气。已知: N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180.50 kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) △H=-566.00kJ·mol-1
为了减轻大气污染,人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环,写出该反应的热化学方程式 _________________________。
Ⅱ.开发利用清洁能源可减少污染,解决雾霾问题。甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景,一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在2L密闭容器中充入物质的量之比为1:2的CO和H2,在催化剂作用下充分反应。平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如下图所示。
(1)该反应的反应热△H____0(填“>”或“<”),压强的相对大小为p1___p2(填“>”或“<”)。
(2)该反应化学平衡常数表达式为_____________ 。
(3)下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是_______________。
A.容器内气体压强不再变化
B. v(CO) : v(H2) :v(CH3OH)=1:2:1
C.容器内的密度不再变化
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.容器内各组分的质量分数不再变化
(4)某温度下,在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡_____(填字母)。
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动
作出此判断的依据是_____________________________________。
Ⅲ.依据燃烧反应原理,合成的甲醇可以设计如图所示的燃料电池装置。
(1)负极电极反应式为_____________________。
(2)电池工作时,若电流强度为I, 1个电子所带电量为q,NA为阿伏加德罗常数的值,则该装置每分钟消耗甲醇的物质的量为________mol(假设化学能全部转化为电能)。
【答案】 2CO(g) +2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-746.50kJ·mol-1 < > K= BC C 保证C(H2)不变情况下,增大容器体积,c(CH3OH)与c(CO)同等倍数减小,根据浓度商Qc= ,推得Qc=K,所以平衡不移动 CH3OH-6e—+8OH—=CO32—+6H2O
【解析】Ⅰ.转化成无毒物质2CO(g) +2NO(g) N2(g)+2CO2(g),①N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180.50 kJ·mol-1 ,②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) △H=-566.00kJ·mol-1,根据盖斯定律由②-①得,2CO(g) +2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-566.00kJ·mol-1-180.50 kJ·mol-1=-746.50kJ·mol-1;Ⅱ.(1)随着温度升高,甲醇的体积分数减少,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即正反应方向为△H<0,作等温线,随着压强增大,平衡向体积减小的方向移动,根据图表,即p1>p2;(2)根据化学平衡常数的定义,K=;(3)A、反应前后气体系数之和不相等,则压强不变,说明反应达到平衡人,选项A错误;B、没有指定反应的方向,不能说明是否达到平衡,选项B正确;C、根据密度的定义,恒容说明体积不变,组分都是气体,气体总质量不变,密度不变,不能说明反应达到平衡,选项C错误;D、根据平均摩尔质量的定义,气体质量不变,反应前后气体系数之和不等,气体物质的量减少,因此平均摩尔质量不变,说明达到平衡,选项D错误;E、根据化学平衡状态的定义,当组分的质量分数不变,说明反应达到平衡,选项E错误;答案选BC;(4)保证c(H2)不变情况下,增大容器体积,同等倍数减小,根据浓度商Qc=,推得Qc=K,所以平衡不移动,答案选C;Ⅲ.(1)通氧气的一极为正极,通甲醇的一极为负极,CH3OH+2O2=CO2+2H2O此装置为燃料电池,,电解质溶液为KOH,CO2转变成CO32—,因此负极电极反应式为:CH3OH-6e—+8OH—=CO32—+6H2O;(2)转移电子的物质的量为mol,根据电极反应式可推出n(CH3OH)= mol。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】恒温条件下,可逆反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】能证明 SO2 具有漂白性的是( )
A. 酸性 KMnO4 溶液中通入 SO2 气体后溶液褪色
B. 滴入酚酞的 NaOH 溶液中通入 SO2 气体红色消失
C. 品红溶液中通入 SO2 气体红色消失
D. 溴水中通入 SO2 气体后溶液褪色
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如图所示图象能正确反应其对应的实验操作的是( )
A.一定温度下,向饱和的硝酸钾溶液中不断加入硝酸钾固体
B.向硫酸和硫酸铜混合溶液中滴加过量的氢氧化钠溶液
C.将等质量的镁粉和铝粉分别与足量等浓度的稀硫酸反应
D.向盛有一定量稀硫酸的烧杯中不断加水稀释
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在t℃时,将agNH3完全溶于水,得到VmL溶液,假设该溶液的密度为ρ g·mL-1,质量分数为w,其中含有NH4+的物质的量是b mol,下列叙述正确的是
A. 溶质的质量分数w=×100% B. 溶质的物质的量浓度c= mol·L-1
C. 溶液中c(OH-)=mol·L-1+c(H+) D. 向上述溶液中加入VmL水,所得溶液的质量分数大于0.5w
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