【题目】氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。
(1)烟气中的氮氧化物(NOx)可与甲烷在一定条件下反应转化为无害成分,从而消除污染。已知
反应 | 反应热(△H/kJ·mol-1) | 平衡常数(K) |
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) | a | K1 |
N2(g)+O2(g)═2NO(g) | b | K2 |
则CH4脱硝的热化学方程式为CH4(g) + 4NO (g)CO2(g) + 2N2(g) + 2H2O ΔH=_________kJ/mol(用a、b表示);平衡常数K3=_________(用K1、K2表示)。
(2)用活性炭还原法可以消除NO 的污染,发生的反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。1molNO 和足量的活性炭在T℃、容积恒定为2L的密闭容器中反应,经过5min反应达到平衡,测得NO的物质的量为0.4mol。
①从反应开始到5min,用氮气表示的平均反应速率为_________。达到平衡后,向容器中再通入0.1molNO气体和0.3molCO2气体,则此平衡将_________(填“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。
②能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是_________(填标号)。
a.NO和N2的体积比保持不变
b.单位时间内生成2nmolNO的同时消耗nmolCO2
c.恒温恒容条件下,反应体系的压强不再发生改变
d.恒容条件下,混合气体的平均相对分子质量不变
(3)某实验小组模拟4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1净化过程,一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为__________;两种方式达平衡时,N2的体积分数:甲______乙(填“>、=、<或不确定”)
甲 | 乙 |
0.2molNO2 | 0.1molNO2 |
0.4molCO | 0.2molCO |
【答案】a﹣2b 0.03mol/(L.min) 逆向移动 d 10 >
【解析】
(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式,平衡常数=,依据反应的平衡常数计算分析平衡常数的关系;
(2)①根据NO的物质的量变化计算NO的消耗速率,再由计量数之比等于化学反应速率之比计算N2的生成速率,根据Qc与K的关系判断化学反应的方向;
②反应达到平衡时,v正=v逆,混合气体的平均相对分子质量为m,据此逐项分析;
(3)结合反应,列“三段式”求解平衡常数,温度不变,平衡常数不变,计算乙中氮气的体积分数。
(1) ①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)K1=△H=akJmol1;②N2(g)+O2(g)═2NO(g)K2=
△H=bkJmol1;依据盖斯定律计算,①②×2得到CH4脱硝的热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)═CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l)△H=(a2b)kJmol1;K3=
;
(2) ①1molNO 和足量的活性炭在TC、容积恒定为2L的密闭容器中反应,经过5min反应达到平衡,测得NO的物质的量为0.4mol,则NO的消耗速率为v(NO)==0.06mol/(Lmin),再由计量数之比等于化学反应速率之比,则N2的生成速率为
v(NO)=0.03mol/(Lmin),
所以化学平衡常数K==
=916;
达到平衡后,向容器中再通入0.1molNO气体和0.3molCO2气体,则Qc==1825>K,所以平衡逆向移动;
②a.NO和N2的体积比取决于反应物的通入量,反应进行的程度,不能通过NO和N2的体积比保持不变判断化学反应达到平衡,故a不符合题意;
b.单位时间内生成2molNO的同时消耗1molCO2,说明化学反应达到平衡,不是nmolCO2,故b不符合题意;
c.恒温恒容条件下,反应体系的压强不再发生改变,反应为气体分子数不变的反应,整个反应过程,体系压强始终不变,不能通过压强说明反应达到平衡,故c不符合题意;
d.混合气体的平均相对分子质量为,反应前后混合气体总物质的量n不变,混合气体总质量m改变,则混合气体的平均相对分子质量改变,当混合气体的平均相对分子质量,一定可以说明化学反应达到平衡,故d符合题意;
故答案为:d;
(3) 已知:4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) 一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%,列“三段式”:
则甲中反应的平衡常数为K=10;条件不变的情况下,甲的投料比是乙的两倍,即可认为甲是乙达到平衡后增大压强促使平衡正向移动,N2的体积分数分数增大。
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【题目】如图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时,发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了,为使该反应顺利进行,则可以从长颈漏斗中加入的试剂是 ( )
①食盐水 ②KNO3溶液 ③适量稀硫酸铜溶液 ④Na2CO3溶液 ⑤CCl4 ⑥浓氨水
A.①③⑤B.①②⑥C.①②⑤D.①②④
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】A+、B+、C–、D、E五种粒子(分子和离子)中,每个粒子均有10个电子。已知:①A++C–=E+D②B++C–=2D
(1)C–离子的电子式是_________
(2)具有相同空间构型的粒子______和______,E分子的空间构型为_________,_______性分子。
(3)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式_____________、_____________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】向20 mL 0.40 mol/L H2O2溶液中加入少量KI溶液:ⅰ.H2O2+I-=H2O+IO﹣;ⅱ.H2O2+IO﹣= H2O+O2↑+ I﹣。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下。
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
V(O2)/mL | 0.0 | 12.6 | 20.16 | 28.0 | 32.7 |
下列判断不正确的是
A. 从图中可以看出,KI能增大H2O2的分解速率
B. 反应ⅰ是放热反应,反应ⅱ是吸热反应
C. 0~10 min的平均反应速率:v(H2O2)≈9.0×10-3 mol/(L·min)
D. H2O2在反应过程中既体现了氧化性,又体现了还原性
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【题目】如图所示,图Ⅰ是恒压密闭容器,图Ⅱ是恒容密闭容器。当其它条件相同时,在Ⅰ、Ⅱ中都分别加入2molX和2molY,开始时容器的体积均为VL,发生如下反应并达到平衡状态:2X(?)+ Y(?)a Z(g)。
此时Ⅰ中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2。下列判断不正确的是
A. 物质Z的化学计量数a =1
B. 若X、Y均为气态,则在平衡时X的转化率:Ⅰ>Ⅱ
C. 若Ⅱ中气体的密度如图Ⅲ所示,则X、Y中只有一种为气态
D. 若X为固态、Y为气态,则Ⅰ、Ⅱ中从开始到平衡所需的时间:Ⅰ>Ⅱ
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【题目】已知常温下Ka(CH3COOH)>Ka(HClO)、Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。下列分析不正确的是( )
A.将10 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液逐滴滴加到10 mL 0.1 mol/L盐酸中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CO32-)>c(HCO3-)
B.现有①200 mL 0.1 mol/L NaClO溶液,②100 mL0.1 mol/L CH3COONa溶液,两种溶液中的阴离子的物质的量浓度之和:②>①
C.向0.1 mol/L NH4Cl溶液中加入少量NH4Cl固体:比值减小
D.将AgBr和AgCl的饱和溶液等体积混合,再加入足量AgNO3浓溶液:产生的AgCl沉淀多于AgBr沉淀
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质,利用下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中,正确的是
A. 由TiO2制得1 mol金属Ti,理论上外电路转移2 mol电子
B. 阳极的电极反应式为C+2O2--4e-===CO2↑
C. 在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
D. 若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接Pb电极
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某溶液中只可能含有、
、
、
、
、
、
、
中的若干种离子,且所含有的离子浓度均为
。某同学为确定其成分,进行如图所示实验:
下列说法正确的是( )
A.无法确定原试液中是否含有、
B.滤液X中大量存在的阳离子有、
和
C.无法确定沉淀C的成分
D.原溶液中存在的离子为、
、
、
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和水的总质量为27.6g,若其中水的质量为10.8g,则CO的质量是( )
A. 1.4gB. 2.2gC. 4.4gD. 在2.2g和4.4g之间
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