【題目】工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等氣體,嚴重污染空氣。對廢氣進行脫硝、脫碳和脫硫處理可實現綠色環(huán)保、廢物利用。
I.脫硝:已知:H2的熱值為142.9 kJ/g(熱值是表示單位質量的燃料完全燃燒時所放出的熱量);
N2(g) + 2O2(g)= 2NO2(g) △H= +133 kJ/mol
H2O(g) =H2O(l) △H=- 44 kJ/mol
催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其他無毒物質的熱化學方程式為_____________。
Ⅱ.脫碳:向2L密閉容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,在適當的催化劑作用下,發(fā)生反應 CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)。
(1)①該反應自發(fā)進行的條件是___________(填“低溫”“高溫”或“任意溫度”)。
②下列敘述能說明此反應達到平衡狀態(tài)的是___________。
A.混合氣體的平均式量保持不變
B.CO2和H2的體積分數保持不變
C.CO2和H2的轉化率相等
D.混合氣體的密度保持不變
e.1 mol CO2生成的同時有3 mol H—H鍵斷裂
③CO2的濃度隨時間(0~t2)的變化如圖所示,在t2時將容器容積縮小一倍,t3時達到平衡,t4時降低溫度,t5時達到平衡,請畫出t2~t6的濃度隨時間的變化。
(2)改變溫度,使反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H<0中的所有物質都為氣態(tài)。起始溫度體積相同(T1℃、2L.密閉容器)。反應過程中部分數據見下表:
反應時間 | CO2 (mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) | |
反應I 恒溫恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反應II絕熱恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①達到平衡時,反應I、II對比:平衡常數K( I ) __________K(II)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡時CH3OH的濃度c(I)___ ________c(II)。
②對反應I,前10 min內的平均反應速率v(CH3OH) =____________,在其他條件不變下,若30 min時只改變溫度為T2℃,此時H2的物質的量為3.2 mol,則T1_________T2(填填“>”“<”或“=”)。若30 min時只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1mol H2O(g),則平衡 ______________移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
【答案】I.4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1100.2kJ/mol(2分)
II.(1)①低溫:(1分)②de;(2分)
③(2分)
(2)①<;(1分)<;(1分)②0.025mol/L·min1);(2分)<;(1分)不(2分);
【解析】
試題分析:I.(1)根據氫氣的熱值可書寫氫氣的熱化學方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-142.9×4kJ·mol-1=-571.6kJ·mol-1,根據蓋斯定律,將已知熱化學方程式中的氧氣與液態(tài)水消去得到H2還原NO2生成水蒸氣和氮氣的熱化學方程式:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) △H=-1100.2kJ·mol-1;
Ⅱ.(1)①該反應的ΔS<0,所以若反應自發(fā)進行,則ΔH<0,因此反應在低溫條件下自發(fā)進行;
②a.該體系中的氣體只有二氧化碳和氫氣,且二者的起始物質的量之比等于化學方程式中的化學計量數之比,所以是混合氣體的平均式量始終保持不變,不能判斷為平衡狀態(tài),a錯誤;b.CO2與H2始終是1:3的關系,所以CO2和H2的體積分數保持不變的狀態(tài)不是平衡狀態(tài),b錯誤;c.CO2與H2的起始物質的量之比等于化學方程式中的化學計量數之比,所以二者的轉化率一定相等,與是否達到平衡狀態(tài)無關,c錯誤;d.因為該體系中有液體參加,所以氣體的質量在逐漸減少,則氣體的密度減小,達到平衡時,保持不變,d正確;e.1molCO2生成的同時有3molH-H鍵斷裂,符合正逆反應速率相等,是平衡狀態(tài),e正確,答案選de;
③在t2時將容器容積縮小到原來的二分之一,CO2濃度瞬間增大到1mol·L-1,則壓強增大,平衡正向移動,t3時達到平衡,達到的平衡與原平衡相同,濃度仍是0.5mol·L-1;該反應是放熱反應,t4時降低溫度,則平衡正向移動,t5時達到平衡,則二氧化碳的濃度將小于0.5mol·L-1,對應的圖像見答案。
(2)①因為生成甲醇的反應是放熱反應,而反應Ⅱ是從逆反應方向開始的,所以反應吸熱,絕熱容器的溫度要低于恒溫容器,即反應Ⅰ溫度高于反應Ⅱ,溫度升高,放熱反應的平衡常數減小,則K(I)<K(II);二者都是恒容條件,若是恒溫容器,二者達到的平衡是等效平衡,甲醇的濃度相同,而反應Ⅰ溫度高于反應Ⅱ,所以反應Ⅱ需要再降低溫度,而溫度降低,平衡正向移動,則甲醇的濃度增大,平衡時CH3OH的濃度c(I)<c(II)。
②對于反應Ⅰ,前10min內氫氣的物質的量減少6mol-4.5mol=1.5mol,則甲醇的物質的量增加0.5mol,所以前10min內平均反應速率v(CH3OH)==0.025mol·L-1·min-1;30min時是平衡狀態(tài),生成甲醇1mol,則消耗氫氣3mol,平衡時氫氣的物質的量為3mol,而改變溫度后氫氣的物質的量變?yōu)?.2mol,物質的理增大,說明平衡逆向移動,因為該反應是放熱反應,所以升高溫度,平衡逆向移動,則T1<T2;若30min時只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),根據表中數據計算該溫度下的平衡常數為K=,此時Qc= =K,所以平衡不移動。
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【題目】關于原子結構的敘述中:
①所有原子核均由質子和中子構成;
②原子處于基態(tài)時,次外層電子不一定是8個;
③稀有氣體元素,其基態(tài)原子最外層都是8個電子;
④最外層電子數為2的原子一定是金屬原子。
其中正確的是
A.①② B.②③ C.只有② D.只有④
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【題目】在一定溫度下的密閉容器中,加入1 mol CO和1 mol H2O,發(fā)生反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),達到平衡時測得n(H2)為0.5 mol,下列說法不正確的是( )
A. 在該溫度下平衡常數K=1
B. 平衡常數與反應溫度無關
C. CO的轉化率為50%
D. 其他條件不變改變壓強平衡不移動
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【題目】下列多電子原子不同能級能量高低的比較錯誤的是( )
A. 1s<2s<3s B. 2p<3p<4p
C. 3s<3p<3d D. 4s>3d>3p
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【題目】用鈉鎂鋁分別與鹽酸反應填寫下面幾種情況的空白:
(1)稱取相同質量的鈉鎂鋁,然后分別與足量鹽酸反應,則產生的氫氣在通常條件下的體積之比為_____________。
(2)取相同物質的量的鈉鎂鋁,分別與足量鹽酸反應,則產生氫氣質量之比為_________。
(3)如果要制取相同體積的氫氣(同溫同壓下),與足量的鹽酸分別反應時所消耗的鈉鎂鋁的物質的量之比為___________。
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【題目】現有m g某氣體,它由雙原子分子構成,它的摩爾質量為M g·mol-1。若阿伏加德羅常數用NA表示,則:
(1)該氣體的物質的量為________mol。
(2)該氣體所含原子總數為________個。
(3)該氣體在標準狀況下的體積為____________L。
(4)該氣體溶于水后形成VL溶液,其溶液的物質的量濃度為____________ mol/L。
(5)該氣體溶于1 L水中(不考慮反應),其溶液中溶質的質量分數為_______________。
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【題目】僅依據下表給出的物理量X和Y,其中不能求出物質的量的是
A | B | C | D | |
X | 物質中的粒子數 | 標準狀況下的 氣體摩爾體積 | 固體的體積 | 溶液中溶質的 物質的量濃度 |
Y | 阿伏加德羅常數 | 標準狀況下的 氣體的體積 | 固體的密度 | 溶液體積 |
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【題目】
(1)“速力菲”(主要成分:琥珀酸亞鐵,呈暗黃色)是市場上一種常見的補鐵藥物。某同學為了檢測“速力菲”藥片中Fe2+的存在,設計并進行了如下實驗:
①實驗室在配制稀硫酸溶液時,下列操作可造成配制結果偏高的是________________。
A.采用仰視的方式量取濃硫酸 |
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸餾水 |
C.定容時,俯視容量瓶刻度線 |
D.定容搖勻后發(fā)現液面低于容量瓶的刻度線,再加水至刻度 |
②“服用維生素C,可防止二價亞鐵離子被氧化”,由此可見維生素C具有_________性。
③加入KSCN溶液后,在未加新制氯水前,溶液中也產生紅色,其可能的原因是 。
④加入氯水后發(fā)生的反應的離子方程式為 、 。
⑤在實驗中發(fā)現放置一段時間,溶液的顏色會逐漸褪去。請你對溶液褪色的原因作出3種猜想。
編號 | 猜 想 |
甲 | |
乙 | |
丙 |
(2)正常人每天應補充14mg左右的鐵。其中絕大部分來自于食物。如果全部通過服用含FeSO4·7H2O的片劑來補充鐵,則正常人每天服需用含 mg FeSO4·7H2O 為片劑。
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