(15分)為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量。有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。
(1)在汽車排氣管內(nèi)安裝催化轉(zhuǎn)化器,可將汽車尾氣中主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。
已知:① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1
②C和CO的燃燒熱(△H)分別為-393.5kJ·mol-1和-283kJ·mol-1
則2NO(g+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)) △H= kJ·mol-1
(2)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個容積為1L的密閉容器中,反應(yīng)過程中物質(zhì)濃度變化如圖所示。
①CO在0-9min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO)=________mol(保留兩位有效數(shù)字);第12 min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能為________。
A.升高溫度 | B.加入NO | C.加催化劑 | D.降低溫度 |
(1)-746.5(3分)
(2)①4.4×10-3(2分) D(1分) ②22.2%(2分)3.4(2分)
(3)2c(SO)+c(HSO)(2分)
(4)1.0×10-7(3分)
解析試題分析:
(1)① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1
② 2C(s) +O2(g)=2CO2(g) △H=-787kJ·mol-1
③ 2CO(g) +O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1
③-①得:
2NO(g+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)) △H=-746.5kJ·mol-1
(2) ①在前九秒鐘濃度減少了0.04mol/L,所以v(CO)=4.4×10-3;該反應(yīng)的正向是放熱反應(yīng),A升高溫度向吸熱的方向移動,一氧化碳和一氧化氮的濃度應(yīng)該升高,錯誤;B加入一氧化氮時(shí),一氧化氮的濃度應(yīng)該是先升高再降低,圖中不符,錯誤;C加入催化劑,不會影響化學(xué)平衡,也就是說一氧化碳和一氧化氮的濃度不會發(fā)生變化。錯誤;D降低溫度,平衡正向移動,符合圖中的曲線變化,正確。
② 2NO(g + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)
起始:0.2mol 0.1mol 0 0
變化:2x mol 2x mol x mol 2x mol
平衡:(0.2-2 x) (0.1-2 x) x mol 2x mol
由題意得:(0.2-2 x)=0.14 所以x="0.03" mol
該反應(yīng)在第24 min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),CO2的體積分?jǐn)?shù)為:
化學(xué)平衡常數(shù)為:
(3)Na2SO3和NaHSO3混合溶液中遵循電荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(HSO4-)+c(OH-),又因?yàn)槭侵行匀芤海校篶(H+)=c(OH-)
所以:c(Na+) =2c(SO)+c(HSO)(2分)
HCOO- +H2O HCOOH + OH-
起始:0.1mol/L 0 0
變化:0.0001mol/L 0.0001mol/L 0.0001mol/L
平衡:(0.1-0.0001)mol/L 0.0001mol/L 0.0001mol/L
所以該反應(yīng)的水解平衡常數(shù):Kh=1.0×10-7〔 (0.1-0.0001)mol/L近似等于0.1mol/L〕
又根椐,所以
考點(diǎn):考查化學(xué)平衡的有關(guān)知識。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(8分)甲醇(CH3OH)被稱為21世紀(jì)的新型燃料,以煤為原料制備甲醇的流程如下:
(1) 氣化爐中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)已知CO、H2、甲醇(l)的燃燒熱分別為:—285.8 kJ/mol、—283 kJ/mol、—726.5 kJ/mol;
則CO和H2合成甲醇的熱化學(xué)方程式為__ __
(3) -定條件下,在催化反應(yīng)室中發(fā)生反應(yīng).CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)△H<0;
CO 的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示;卮鹣铝袉栴}:
①工業(yè)上,上述反應(yīng)溫度不宜過高,原因是_ ___;
②若反應(yīng)是1 mol CO與2 mol H2在2L容積中進(jìn)行,則
T1、P1下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__ __;
維持溫度、容積不變,催化反應(yīng)室再增加l mol CO與2 mol
H2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率____(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(10分)化學(xué)在生活中有很多的應(yīng)用,如臭氧可用于空氣凈化、飲用水消毒、工業(yè)廢物處理和作為漂白劑等,氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,具有較高的硬度且耐高溫。
(1)臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。已知:
反應(yīng)生成3 mol Ag2O(s)時(shí)放出的熱量為
反應(yīng)生成4 mol Ag(s)時(shí)吸收的熱量為62.2 kJ,試根據(jù)題給數(shù)據(jù)判斷O3轉(zhuǎn)化為O2是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
(2)氮化硅()可由石英與焦炭在高溫的氯氣流中通過如下反應(yīng)制得:
在VL的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
①實(shí)驗(yàn)l和實(shí)驗(yàn)2表明,________對反應(yīng)速率有影響,對同一規(guī)律研究的實(shí)驗(yàn)還有一組是________(填實(shí)驗(yàn)序號)。本實(shí)驗(yàn)還研究了_______對反應(yīng)速率的影響。。
②實(shí)驗(yàn)5中,t1________(填“>”、“<”或“=”)120,平衡時(shí),二氧化硅的轉(zhuǎn)化率為____________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)催化劑是化工技術(shù)的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。
⑴人們常用催化劑來選擇反應(yīng)進(jìn)行的方向。下圖所示為一定條件下1mol CH3OH與O2發(fā)生反應(yīng)時(shí),生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應(yīng)物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下,CH3OH與O2反應(yīng)主要生成 (填“CO、CO2或HCHO”)。
②2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)
△H= 。
③在稀硫酸催化下,HCHO可以通過反應(yīng)生成分子式為C3H6O3的環(huán)狀三聚甲醛分子,其分子中同種原子的化學(xué)環(huán)境均相同。寫出三聚甲醛的結(jié)構(gòu)簡式: 。
④甲醇制取甲醛可用Ag作催化劑,含有AgCl會影響Ag催化劑的活性,用氨水可以溶解除去其中的AgCl,寫出該反應(yīng)的離子方程式: 。
⑵一種以銅作催化劑脫硫有如下兩個過程:
①在銅的作用下完成工業(yè)尾氣中SO2的部分催化氧化,所發(fā)生反應(yīng)為:
2SO2+2n Cu+(n+1)O2+(2-2 n) H2O=2n CuSO4+(2-2n) H2SO4
從環(huán)境保護(hù)的角度看,催化脫硫的意義為 ;每吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L SO2,被SO2還原的O2的質(zhì)量為
g。
②利用下圖所示電化學(xué)裝置吸收另一部分SO2,并完成Cu的再生。寫出裝置內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
【化學(xué)——選修2:化學(xué)與技術(shù)】(15分)
第五主族的磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。
(1)同磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學(xué)方程式為:
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) H
已知相同條件下:
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) △H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) △H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) △H3
用△H1、△H2和△H3表示H,則H= ;
(2)三聚磷酸可視為三個磷酸分子(磷酸結(jié)構(gòu)式如圖)之間脫去兩
個水分子產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)式為 ,三聚
磷酸鈉(俗稱“五鈉”)是常用的水處理劑,其化學(xué)式為 ;
(3)次磷酸鈉(NaH2PO2)可用于工業(yè)上的化學(xué)鍍鎳。
①化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性等條件下發(fā)生下述反應(yīng):
(a) Ni2+ + H2PO2-+ → Ni++ H2PO3-+
(b)6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑ 請?jiān)诖痤}卡上寫出并配平反應(yīng)式(a);
②利用①中反應(yīng)可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金,從而達(dá)到化學(xué)鍍鎳的目的,這是一種常見的化學(xué)鍍。請從以下方面比較化學(xué)鍍與電鍍。
方法上的不同點(diǎn): ;
原理上的不同點(diǎn): ;
化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn): 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
光氣( COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與C12在活性炭催化下合成。
(1)實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為?890.3kJ?mol?1、?285. 8 kJ?mol?1和?283.0 kJ?mol?1,則1molCH4與CO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
(3)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下同所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出):
①比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8min反應(yīng)溫度T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<”、“>”或“=”)
②比較反應(yīng)物COCl2在5?6min和15?16 min時(shí)平均反應(yīng)速率的大。簐(5?6)
v(15?16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。
③計(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)K= ;(列出計(jì)算過程,結(jié)果保留兩位小數(shù))
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知;①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ·mol-1,平衡常數(shù)為K;
②Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1。
測得在不同溫度下,K值如下:
溫度/℃ | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
平衡是化學(xué)反應(yīng)原理中的重要內(nèi)容。按要求回答下列問題:
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1 平衡常數(shù)為K1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2 平衡常數(shù)為K2
則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH="______" (用ΔH 1和ΔH 2表示);此反應(yīng)該溫度下的平衡常數(shù)K=______(用K1和K2表示)。
(2)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g),該反應(yīng)在3L密閉容器中,在兩種不同的條件下進(jìn)行反應(yīng),A、B的起始物質(zhì)的是分別為3.0mol和6.0mol,其中實(shí)驗(yàn)I的條件為T1℃。A的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。
①實(shí)驗(yàn)Ⅱ可能改變的條件是_______________。
②T1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____(用分?jǐn)?shù)表 示),達(dá)到平衡時(shí),A的反應(yīng)速率為____。
(3)已知HCN溶液的電離平衡常數(shù)Ka=10-5mol?L-1,c平衡(HCN)≈c起始(HCN),水的電離可不計(jì),則此溫度下0.1 mol?L-1的HCN溶液的pH=_________。
(4)對于0.1mol?L-1 Na2CO3溶液,該溶液中離子濃度由大到小的順序是______,向該溶液中加水稀釋的過程中,c(H2CO3)逐漸____(填“增大”“不變”或“減小”, 下同) ,c(H2CO3)/ c(CO32-)逐漸______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2013年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)+2CO2CO2(g)+N2(g)
①對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(PB)代替物質(zhì)的量濃度(CB)也可以表示平衡常數(shù)(記作KP),則該反應(yīng)的KP=- 。
②該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)的ΔH 0。(選填“>”、“<”)
③在某一絕熱、恒容的密閉容器中充入一定量的NO、CO發(fā)生上述反應(yīng),測得正反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示(已知:t2 --tl=t3-t2)。
則下列說法不正確的是 。(填編號)
A.反應(yīng)在c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)
B.反應(yīng)速率a點(diǎn)小于b點(diǎn)
C.反應(yīng)物濃度a點(diǎn)大于b點(diǎn)
D.NO的轉(zhuǎn)化率:tl~t2>t2~t3
(2)煤的綜合利用、使用清潔能源等有利于減少環(huán)境污染。合成氨工業(yè)原料氣的來源之一水煤氣法,在催化劑存在條件下有下列反應(yīng):
①
②
③
①△H3和△H1、△H2的關(guān)系為△H3= 。
②在恒溫條件下,將l mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容積的反應(yīng)容器,達(dá)到平衡時(shí)有50%的CO轉(zhuǎn)化為CO2。在tl時(shí)保持溫度不變,再充入1 mol H2O(g),請?jiān)趫D中畫出tl時(shí)刻后H2的體積分?jǐn)?shù)變化趨勢曲線。
③甲醇汽油可’以減少汽車尾氣對環(huán)境的污染。
某化工廠用水煤氣為原料合成甲醇,恒溫條件下,在體積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)到達(dá)平衡時(shí),測得CO、H2、CH3OH分別為1 mol、1 mol、1 mol,容器的體積為3L,現(xiàn)往容器中繼續(xù)通人3 mol CO,此時(shí)v(正) v(逆)(選填‘‘>”、“<’’或“=”),判斷的理由 。
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