【題目】霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū).其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一.
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g).在密閉容器中發(fā)生該反應時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線,如圖1所示. 據(jù)此判斷:
①該反應的△Η0(填“>”或“<”),△S0(填“>”或“<”)
②在T1溫度下,0~2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)= .
③當固體催化劑的質量一定時,增大其表面積可提高化學反應速率.若增大催化劑的表面積,則CO轉化率(填“增大”,“減少”或“不變”)
④若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是(填字母).
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題. ①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原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=﹣867.0kJmol﹣1
2NO2(g)N2O4(g)△H=﹣56.9kJmol﹣1
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的熱化學方程式 .
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達到低碳排放的目的.圖2是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖.電極a、b表面發(fā)生的電極反應式分別為
a: ,
b: .
【答案】
(1)<;<;0.05mol/(L?s);不變;bd
(2)CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol;2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+;2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH
【解析】解:(1)①由圖1可知,溫度T1先到達平衡,故溫度T1>T2 , 溫度越高平衡時,二氧化碳的濃度越低,說明升高溫度平衡向逆反應移動,故正反應為放熱反應,即△H<0,2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),反應前后氣體體積減小,反應熵變△S<0, 所以答案是:<;<;②由圖可知,T2溫度時2s到達平衡,平衡時二氧化碳的濃度變化量為0.2mol/L,故v(CO2)= =0.1mol/(Ls),速率之比等于化學計量數(shù)之比,故v(N2)= v(CO2)= ×0.1mol/(Ls)=0.05mol/(Ls),
所以答案是:0.05mol/(Ls);③接觸面積越大反應速率越快,到達平衡的時間越短,催化劑的表面積S1>S2 , S2條件下達到平衡所用時間更長,但催化劑不影響平衡移動,一氧化碳的轉化率不變,所以答案是:不變;④a、到達平衡后正、逆速率相等,不再變化,t1時刻V正最大,之后隨反應進行速率發(fā)生變化,未到達平衡,故a錯誤;
b、該反應正反應為放熱反應,隨反應進行溫度升高,化學平衡常數(shù)減小,到達平衡后,溫度為定值,達最高,平衡常數(shù)不變,為最小,圖象與實際符合,故b正確,
c、t1時刻后二氧化碳、NO的物質的量發(fā)生變化,t1時刻未到達平衡狀態(tài),故c錯誤;
d、NO的質量分數(shù)為定值,t1時刻處于平衡狀態(tài),故d正確;
所以答案是: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
根據(jù)蓋斯定律,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,
所以答案是:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol;②由圖可知,左室投入水,生成氧氣與氫離子,電極a表面發(fā)生氧化反應,為負極,電極反應式為2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+ , 右室通入二氧化碳,酸性條件下生成HCOOH,電極b表面發(fā)生還原反應,為正極,電極反應式為2CO2+4e﹣+4H+═2HCOOH,
所以答案是:2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+;2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH.
【考點精析】掌握化學平衡狀態(tài)本質及特征和化學平衡狀態(tài)的判斷是解答本題的根本,需要知道化學平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動”即是動態(tài)平衡,平衡時反應仍在進行;“定”即反應混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學平衡;與途徑無關,外界條件不變,可逆反應無論是從正反應開始,還是從逆反應開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效);狀態(tài)判斷:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質內(nèi)化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.
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【題目】城市居民用的石油氣主要成分是丁烷,在使用的過程中,常有一些雜質以液態(tài)沉積于鋼瓶中, 這種雜質是
A. 丙烷和丁烷B. 乙烷和丙烷C. 乙烷和戊烷D. 戊烷和己烷
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【題目】能夠用鍵能的大小作為主要依據(jù)來解釋的是( )
A.常溫常壓下,氯氣呈氣態(tài),而溴單質呈液態(tài)
B.硝酸是揮發(fā)性酸,而硫酸、磷酸是不揮發(fā)性酸
C.稀有氣體一般難以發(fā)生化學反應
D.空氣中氮氣的化學性質比氧氣穩(wěn)定
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【題目】下列有關說法不正確的是
A. 苯中碳碳鍵是介于C-C和C=C之間的一種特殊共價鍵
B. 甲烷、乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 葡萄糖溶液中加入銀氨溶液,水浴加熱有銀鏡生成
D. 醫(yī)用酒精能使蛋白質變性,可用于消毒殺菌
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【題目】某課外活動小組欲利用CuO與NH3反應,研究NH3的某種性質并測定其組成,設計了如下實驗裝置(夾持裝置未畫出)進行實驗.請回答下列問題:
(1)儀器a的名稱為;儀器b中可選擇的試劑為 .
(2)實驗室中,利用裝置A,還可制取的無色氣體是 (填字母).
A.Cl2
B.O2
C.CO2
D.NO2
(3)實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體,量氣管有無色無味的氣體,上述現(xiàn)象證明NH3具有性,寫出相應的化學方程式
(4)E裝置中濃硫酸的作用 .
(5)讀取氣體體積前,應對裝置F進行的操作:
(6)實驗完畢,若測得干燥管D增重mg,裝置F測得氣體的體積為nL(已折算成標準狀況),則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為(用含m、n字母的代數(shù)式表示)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】50mL 0.50mol/L鹽酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應,通過測定反應過程中所放出的熱量可計算反應熱.
(1)燒杯間填滿泡沫塑料的作用是;
(2)如圖所示,儀器A的名稱是;在實驗過程中,如果不把溫度計上的酸用水沖洗干凈直接測量NaOH溶液的溫度,則測得的△H﹣57.3KJ/mol(填“>”、“<”或“=”);
(3)理論上稀強酸、稀強堿反應生成1mol水時放出57.3kJ的熱量,寫出稀硝酸和稀氫氧化鉀溶液反應的中和熱的熱化學方式;
(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗,測得的中和熱的數(shù)值會;(填“偏大”、“偏小”、“無影響”)
(5)為了測量某酸堿反應的中和熱,計算時至少需要的數(shù)據(jù)是
①酸的濃度和體積 ②堿的濃度和體積 ③比熱容 ④反應后溶液的質量 ⑤生成水的物質的量 ⑥反應前后溫度變化⑦操作所需的時間
A.①②③④
B.①③④⑤
C.③④⑤⑥
D.全部.
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】元素周期表中某區(qū)域的一些元素多用于制造半導體材料,它們是( )
A. 金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素
B. 稀有氣體元素
C. 右上方區(qū)域的非金屬元素
D. 左下方區(qū)域的金屬元素
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖是198K時N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖,下列敘述正確的是( )
A.該反應的熱化學方程式為N2+3H22NH3△H=﹣92 kJmol﹣1
B.a曲線是加入催化劑時的能量變化曲線
C.加入催化劑,該化學反應的反應熱改變
D.升高溫度,反應速率加快
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