【题目】机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知: C(s)+O2(g) =CO2(g) △H1 = 393.5kJ·mol1
2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H2 = 221.0 kJ·mol1
N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H 3 =+180.5 kJ·mol1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是_________________________。
(2)研究CO和NO的催化反应,用气体传感器测得在某温度下、一定体积的密闭容器中,不同时间NO和CO浓度如下表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/(104mol·L1) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/(103mol·L1) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
① 前4 s内的平均反应速率υ(CO) =______mol·L1·s1。
② L、X可分别代表压强或温度。下图A表示L一定时,NO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是______。判断L1、L2的大小关系______,并简述理由:______________________________。
(3)实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数______(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆 =__________。(保留一位小数)
II. 有人利用反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH = 34.0 kJ·mol1,用活性炭对NO进行吸附。现在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应,经相同时间测得NO的转化率随温度的变化如图B所示。由图可知最高转化率对应温度为450℃。低于450℃时,NO的转化率______(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡转化率,判断理由是________________________;高于450OC时,NO的转化率降低的可能原因是___________(填标号)
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变小 C. 反应活化能增大
【答案】2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H═-746.5kJmol-1 2.25×10-4 温度 L2>L1 该反应为气体体积减小的反应,压强增大,NO转化率增大 < 0.5 不是 该反应是放热反应,平衡转化率随温度升高而降低 AB
【解析】
I.(1)根据已知热化学方程式,利用盖斯定律的计算方法,进行已知反应方程式的加减,得到目标反应,方程式相加减的同时,焓变也进行相加减。
(2)①利用题中已给表格数据找出前4 s内CO的物质的量浓度变化数据,利用反应速率计算公式求解。
②由图象可知随着x的增大,NO的平衡转化率降低,则平衡逆向移动,可为升高温度,L为不同的压强,增大压强,平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,则L2>L1。
(3)①正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则k正增大的倍数<k逆增大的倍数。
②若在2L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则利用三段式求解相关数据,
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
起始(mol/L):0.50.500
转化(mol/L):0.20.20.10.2
平衡(mol/L):0.30.3 0.10.2
II. 本题考查温度对化学平衡移动的影响,根据反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH = 34.0 kJ·mol1,正反应放热,结合图像中NO转化率的变化,利用温度的变化对化学反应平衡移动的影响进行分析对反应物转化率的影响;该反应在催化剂条件下反生,催化剂的活性也受温度影响,催化剂的活性随温度的变化而变化,在一定温度范围内,催化剂活性最大,温度过高会导致催化剂失去活性,也会导致反应物转化率降低。
I.(1)已知:①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1=-393.5kJmol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221.0 kJmol-1
③N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H3=+180.5 kJmol-1,利用盖斯定律,将①×2-②-③可得2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H═2×(-393.5kJmol-1)-(-221.0 kJmol-1)-(+180.5 kJmol-1)=-746.5 kJmol-1,则热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H═-746.5 kJmol-1,
故答案为:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H═-746.5kJmol-1;
(2)①前4 s内CO的物质的量浓度变化0.9×10-3molL-1,则v= =2.25×10-4 mol·L1·s1,
故答案为:2.25×10-4;
②由图象可知随着x的增大,NO的平衡转化率降低,则平衡逆向移动,可为升高温度,L为不同的压强,增大压强,平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,则L2>L1,该反应为气体体积减小的反应,压强增大,NO转化率增大,
故答案为:温度;L2>L1;该反应为气体体积减小的反应,压强增大,NO转化率增大;
(3)①正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则k正增大的倍数<k逆增大的倍数,故答案为:<;
②若在2L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
起始(mol/L):0.50.500
转化(mol/L):0.20.20.10.2
平衡(mol/L):0.30.3 0.10.2
平衡时v正=v逆,则k正c2(NO)c2(CO)=k逆c(N2)c2(CO2),
则= =0.5
答案为:0.5;
II. 根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH = 34.0 kJ·mol1,正反应放热,温度越高反应向逆向进行,NO的转化率降低,当温度低于450℃,降低温度反应应该向放热的方向移动,则NO的转化率应增大,不应该减小,故低于450℃时,NO的转化率不是对应温度下的平衡转化率;由于该反应在催化剂作用下反应,催化剂有一定的活性,450℃是催化剂的活性最大,NO的转化率最大,高于450℃时,会导致催化剂的活性降低,使NO的转化率降低,转化率与平衡常数有关,平衡常数越大,反应物转化率越大,反应进行越彻底,温度升高使反应逆向移动,平衡常数减小,使NO的转化率降低,
故答案为:不是;该反应是放热反应,平衡转化率随温度升高而降低;AB。
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【题目】如图是某反应的微观示意图,下列有关说法不正确的是
A. 生成的物质都是氧化物
B. 反应前后原子的种类不变
C. 该反应的基本类型属于置换反应
D. 反应方程式为2H2S+3O2 2SO2+2H2O
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【题目】下列化学用语的表述正确的是
A.惰性电极电解氯化镁溶液:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
B.钢铁吸氧腐蚀中的正极反应:4OH-- 4e-=2H2O+O2 ↑
C.用H2O2从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2=I2+2OH-
D.等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液混合:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
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【题目】有下列6组物质:①与;②N4与N2;③H2O2与H2O;④冰与水;⑤与;⑥C2H2与C2H4。请用序号填写下列空白:
互为同位素的是______;互为同素异形体的是______;互为同分异构体的是______;属于同一种化合物的是______。
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【题目】原子序数大于4的主族元素Xm+、Yn-的离子核外电子层结构相同,则关于X、Y两元素的叙述正确的是
A. X的原子序数小于Y的原子序数 B. X、Y的核电荷数之差是(m-n)
C. X和Y处于同一周期 D. Y元素与X元素的族序数之差是8-(m+n)
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【题目】元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族,e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题:
(1)b、c、d中第一电离能最大的是_____(填元素符号),e的价层电子轨道表示式为____。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,三角锥形分子的中心原子的杂化方式为____。
(3)这些元素形成的含氧酸中,HNO2、H2SO3的中心原子价层电子对数之和为____,H2SO3和H2SO4酸根的空间构型分别为____、____。
(4)e单质晶体结构如图1,此晶胞模型名称为____,e原子半径为r cm,e的相对原子质量为M,晶胞密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数为_____mol-1(用r、ρ表示)。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。
该化合物中,阴离子为____,阳离子中存在的化学键类型有______;该化合物加热时首先失去的组分是______(填“H2O”或“NH3”),判断理由是_______。
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【题目】某同学设计如下元素周期表,以下说法正确的是( )
A. X、Y、Z元素分别为N、P、OB. 白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素
C. 原子半径:Z>X>YD. X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是Y的氢化物
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【题目】、、、、都是元素周期表中前20号主族元素,原子序数依次增大,是地壳中含量最高的元素,、、同周期,和其他元素既不在同一周期也不在同一主族,的氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸,且、、的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。据此回答下列问题:
(1)四种元素中,原子半径最大的是______(填元素符号);和的简单氢化物中,沸点较低的是______(填化学式)。
(2)元素在元素周期表中的位置是______,、的最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的化学方程式为____________________________________________________________。
(3)、、可以形成多种盐,其中一种盐中、、三种元素的原子个数比为,该盐的化学名称为______。它的水溶液与的氢化物的水溶液反应可生成的单质,该反应的离子方程式______________________________,反应生成的单质时,转移电子______。
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【题目】下列图示与对应的叙述相符的是
A.图1表示相同温度下的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释时pH的变化曲线,其中曲线Ⅱ为盐酸,且b点溶液的导电性比a点强
B.图2中在b点对应温度下,将的与的NaOH溶液等体积混合后,溶液显中性
C.图1中,b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
D.图2中纯水仅升高温度,就可以从a点变到c点
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