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【题目】(I)目前,汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2。为研究如何提高该转化过程反应速率,某课题组进行了以下实验探究。

【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同;

②使用相同的催化剂,当催化剂质量相等时,催化剂的比表面积对催化效率有影响。

【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下对比实验。

(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

【图像分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图,如下:

(2)计算第Ⅰ组实验中,达平衡时NO的浓度为__________________; NO 的转化率为

(3)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知,增大催化剂比表面积,汽车尾气转化速率_____________(填“增大”、“减小”、“无影响”)。

(II)随着世界粮食需求量的增长,农业对化学肥料的需求量越来越大,其中氮肥是需求量最大的一种化肥。而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础,其原理为:N2+3H22NH3

(1)在N2+3H22NH3的反应中,一段时间后,NH3的浓度增加了0.9mol·L-1。用N2表示其反应速率为0.15 mol·L-1·s-1,则所经过的时间为

A.2 s B.3 s C.4 s D.6 s

(2)下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率,其中反应最快的是

A.v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1 B.v(N2)=0.1 mol·L-1·min-1

C.v(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1 D.v(N2)=0.002mol·L-1·s-1

(3)在一个绝热(与外界没有热交换)、容积不变的密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是

A.容器内气体密度保持不变 B.容器内温度不再变化 C.断裂1mol N≡N键的同时,生成6 mol NH键 D. 2v(H2)=3v(NH3) E反应混合气体的平均相对分子质量不变 FC(H2): C(N2): C(NH3)= 3:1:2

【答案】

(Ⅰ)(1)(2)3.00×10-3 mol/L;50%(3)增大

(Ⅱ)(1)B(2)D (3)BDE

【解析】

试题分析:(Ⅰ)(1)探究一种影响因素,必须保持其他影响因素是一致,通过对比Ⅱ和Ⅰ的条件可知,两者的区别是催化剂的比表面积不同,故其他的影响因素均应相同,故Ⅱ中温度为280T,NO初始浓度为6.50×10-3mol/L,CO初始浓度为4.00×10-3mol/L,而且Ⅱ探究的是催化剂比表面积对尾气转化速率的影响,

故答案为:

(2)通过图象可知,平衡时CO的平衡浓度为1.00×10-3mol/L,可得出CO的浓度该变量△c(CO)=4.00×10-3mol/L-1.00×10-3mol/L=3.00×10-3mol/L,在一个反应中,各物质的浓度的变量之比等于计量数之比,故NO的浓度的该变量△c(NO)=3.00×10-3mol/L,故NO的平衡浓度c(NO)=6.00×10-3mol/L-3.00×10-3mol/L=3.00×10-3mol/L,转化率α ==50%

故答案为:3.00×10-3mol/L;

(3)由图象可知,增大催化剂比表面积后,缩短了到达平衡的时间,故增大了反应速率

故答案为:增大

(II)(1)由于v(N2)=0.15mol/(Ls),速率之比等于化学计量数之比,所以v(NH3)=2v(N2)=2×0.15mol/(Ls)=0.3mol/(Ls),所以反应所经历的时间为 0.9mol/L÷0.3mol/(Ls)=3s,

故答案为:B;

(2)反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),以氢气的反应速率为标准进行判断:

A.v(H2)=0.1molL-1min-1;B.v(N2)=0.1molL-1min-1,反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=3v(N2)=0.3molL-1min-1;C.v(NH3)=0.15molL-1min-1,反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=1.5v(NH3)=0.225mol/(Lmin);D.v(N2)=0.002molL-1s-1=0.12molL-1min-1,反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=3v(N2)=0.36mol/(Lmin),所以反应速率最快的是D。

故答案为:D;

(3)A.根据质量守恒,反应前后混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以混合气体的密度始终不变,不能证明该反应是否达到平衡状态,故A错误;B.该反应放热,容器内温度不再变化,能证明该反应是达到平衡状态,故B正确;C.无论反应是否平衡,断裂1molNN键的同时,肯定生成6molN-H键,不能证明该反应达到平衡状态,故C错误;D.无论反应是否平衡,始终有2v(H2)=3v(NH3),现已知2v(H2)=3v(NH3),可得v(NH3) =v(NH3),则说明反应已达平衡,故D正确;E.根据质量守恒,反应前后混合气体的质量不变,如果反应混合气体的平均相对分子质量不变,则说明容器中混合气体的物质的量不再变化,由于该反应是气体体积减小的反应,说明该反应已达平衡,故E正确;F.容器中N2、H2、NH3浓度之比可能为1:3:2,也可能不等,与各物质的初始浓度及转化率有关,故F错误。

故答案为:BDE

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】参考下列ac项回答问题:

a皂化值是使1g油脂皂化所需要的KOH的毫克数。

b碘值是使100g油脂加成碘的克数。

c各种油脂的皂化值、碘值列表如下:

花生油

亚麻仁油

牛油

黄油

硬化大豆油

大豆油

皂化值

190

180

195

226

193

193

碘值

90

182

38

38

5

126

1单纯由C17H33COO3C3H5相对分子质量884形成的油,皂化值是

2在横线上填入适当的词句:

亚麻仁油比花生油所含的_________________多,黄油比牛油的_________________小。硬化大

豆油的碘值小的原因是_________ ________。

3为使碘值为180的鱼油100 g硬化所需要的H2的体积为 标准状况下?

4结构简式为的酯,若皂化值为430,求n为

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某实验小组探究Na2CO3NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体AB进行鉴别,再通过实验进行性质探究。

1)分别加热固体AB,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为_______________________

2)称取两种固体各2 g,分别加入两个小烧杯中,再各加10 mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复到室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。

发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出结论:____________________

同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是________(填字母序号)

a.溶液温度下降 b.溶液温度升高

c.滴入酚酞后呈浅红色 d.滴入酚酞后呈红色

3)如图所示,在气密性良好的装置中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。

两试管中均产生气体,________(”)的反应程度更为剧烈。

反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,下列说法正确的是________(填字母序号)

a.装置的气球体积较大

b.装置的气球体积较大

c.生成气体的体积根据盐酸计算

d.生成气体的体积根据固体计算

4)同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L1的溶液,设计如下方案并对反应现象做出预测:

实验方案

预测现象

预测依据

操作1:向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L1 CaCl2溶液

有白色沉淀

Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大,能与CaCl2发生反应:________(写离子方程式)

操作2:向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L1 CaCl2溶液

无白色沉淀

NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小,不能与CaCl2反应

实施实验后,发现操作2的现象与预测有差异:产生白色沉淀和气体,则该条件下,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为________________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】.化合物Mg5Al3OH19H2O4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:

2Mg5Al3OH19H2O4 27H2O↑+10MgO+3Al2O3

1写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________

2用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3 的原理________

3已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理____________

.磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成:

请回答:

1A的组成元素为_________用元素符号表示,化学式为______

2溶液C可溶解铜片,例举该反应的一个实际应用____________

3已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体标况下的密度为1.518 g·L-1,该气体分子的电子式为____。写出该反应的离子方程式__________

4写出F→G反应的化学方程式_____________。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒不考虑H2OH+K+I-______________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】以废旧铅酸电池中的含铅废料(PbPbOPbO2PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:

1)过程中,在Fe2+催化下,PbPbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________

2)过程中,Fe2+催化过程可表示为:

i2Fe2++ PbO2+4H++SO422Fe3++PbSO4+2H2O

ii: ……

写出ii的离子方程式:________________

下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。

b.______________

3PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbOs+NaOHaqNaHPbO2aq),其溶解度曲线如图所示。

过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用,其目的是_____(选填序号)

A.减少PbO的损失,提高产品的产率

B.重复利用氢氧化钠,提高原料的利用率

C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率

过滤的目的是提纯,综合上述溶解度曲线,简述过程的操作_______________________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的工业原料,能溶于水,不溶于乙醇,其工业制法如下。请回答:

(1)步骤①中碱液洗涤的目的是 。若将碱液换为酸液,可能产生的问题是_

(2)步骤②中B可以是 (填字母),加少量B的目的是

a.CuCl2 b.CuO c.Cu(NO3)2 d.CuSO4

(3)步骤⑥中要用到少量乙醇洗涤,其目的是

(4)用硫酸亚铁按晶体配制溶液时,需加入一定量硫酸,目的是 。工业上常用酸性KMnO4溶液通过滴定的方法测定硫酸亚铁铵样品的纯度,反应的离子方程式为 。准确量取硫酸亚铁铵溶液时,硫酸亚铁溶液应盛放于 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

(5)硫酸亚铁晶体的样品中可能含有的杂质离子是 ,实验室的检验方法是

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】工业上冶炼金属镁采用的方法是

A.电解法 B.热分解法 C.热还原法 D.热氧化法

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:

(1)“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S2Al2O3+________;该反应的氧化剂是________;该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比是________。

(2)“溶解”时反应的离子方程式为___________________________。

(3)“调节pH”后过滤、洗涤Al(OH)3沉淀,证明已洗涤干净的实验操作和现象是_________________。

(4)“母液”中可回收的物质是__________________________。

(5)工业上常用氢氧化铝脱水后的产物X熔融电解冶炼金属铝,则该反应的化学方程式是_________。

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】以NaCl、CO2、NH3为原料发生反应,制得NaHCO3和NH4Cl是“侯氏制碱法”的重要步骤。相关物质的溶解度曲线如图所示。下列说法正确的是

A.NaHCO3加热分解可得纯碱

B.常温下碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠

C.采用蒸发结晶从溶液中分离出NaHCO3

D.20℃时,NaHCO3饱和溶液的物质的量浓度约为1.1mol/L

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