【題目】研究碳、氮、硫及其化合物的轉(zhuǎn)化對(duì)于環(huán)境的改善有重大意義。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=196.6 kJ·mol1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=113.0 kJ·mol1
則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的△H=___________。
(2)在一定條件下氨氣可以合成尿素:2NH3(g)+CO2(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g)。
①一定條件下,在2 L的恒容密閉容器中,充入2 mol NH3和1mol CO2,反應(yīng)經(jīng)5 min后達(dá)到平衡,測(cè)得容器中水蒸氣為0.6 mol,則平均反應(yīng)速率v(CO2)=____________mol/(L·min)。
②尿素的合成過(guò)程分兩步進(jìn)行:
2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)
NH2COONH4(l)(NH2)2CO(g)+H2O(g)
第一步反應(yīng)在11.1 Mpa、160 ℃的條件下反應(yīng)較快,轉(zhuǎn)化率也較高,第二步反應(yīng)在相同條件下反應(yīng)速率較慢,轉(zhuǎn)化率也較低。因此,總反應(yīng)的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率主要取決于____________(填“第一步”或“第二步”)。
③將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),不能判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。
a.v正(NH3)=2v逆(CO2)
b.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
c.密閉容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
d.密閉容器中混合氣體的密度不變
(3)在一定條件下焦炭可以還原NO2,反應(yīng)為:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,
3 mol NO2和足量C發(fā)生該反應(yīng),測(cè)得平衡時(shí)NO2和N2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:
①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A) Kc(B)(填“<”“>”或“=”)。
②A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最小的是 (填“A”“B”或“C”)點(diǎn)。
③計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)= (Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)將CH4+2NO2CO2+2H2O+N2的反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,電池內(nèi)部是摻雜氧化釔的氧化鋯晶體,可以傳導(dǎo)O2。則電池的正極電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。
【答案】
(1)41.8 kJ·mol1(2分)
(2)①0.06(2分) ②第二步(1分) bc(2分)
(3)①=(1分) ②B(2分) ③5MPa(2分)
(4)2NO2+8e4O2+N2(2分)
【解析】
試題分析:
(1)根據(jù)蓋斯定律,將第二個(gè)方程式顛倒過(guò)來(lái),與第一個(gè)方程式相加得:2NO2(g)+2SO2(g) 2SO3(g)+2NO(g) ΔH=83.6 kJ·mol1,則NO2+SO2SO3+NO ΔH=41.8 kJ·mol1;
(2)①反應(yīng)經(jīng)5 min后達(dá)到平衡,測(cè)得容器中水蒸氣的物質(zhì)的量為0.6 mol,則根據(jù)方程式可知消耗的CO2是0.6 mol,所以平均反應(yīng)速率v(CO2)==0.06 mol/(L·min)。
②總反應(yīng)的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)速率慢的,即取決于第二步。
③a.v正(NH3)=2v逆(CO2)方向不一致,且滿足反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),a正確;b.根據(jù)方程式可知氨氣與二氧化碳的體積之比始終為2∶1,不會(huì)隨反應(yīng)方向變化而變化,與平衡無(wú)關(guān),不能判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡,b錯(cuò)誤;c.密閉容器中混合氣體只有NH3和CO2且二者的物質(zhì)的量之比恒定,因此混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不變,c錯(cuò)誤;d.當(dāng)體系達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),混合氣體的總質(zhì)量不變,而容器的體積不變,密閉容器中混合氣體的密度不變,說(shuō)明達(dá)平衡狀態(tài),d正確,答案選bc。
(3)①平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,則A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A)=Kc(B)。
②正反應(yīng)體積增大,增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小,則A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最小的是B點(diǎn)。
③ 2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 3 0 0
轉(zhuǎn)化量(mol) 2x x 2x
平衡量(mol) 32x x 2x
C點(diǎn)氮?dú)夂蚇O2濃度相等,因此32x=x,解得x=1,所以NO2、N2、CO2的物質(zhì)的量之比是1∶1∶2,則C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)==5 MPa。
(4)原電池正極得到電子,根據(jù)方程式可知正極是NO2得電子,電極反應(yīng)式為2NO2+8e4O2+N2。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(g) + 3B(g)2C(g) 達(dá)到平衡的標(biāo)志是( )
A. A、B、C的濃度不再發(fā)生變化 B. C的生成速率與B的生成速率相等
C. 單位時(shí)間內(nèi)生成n molA,同時(shí)生成3n molB D. A、B、C的分子數(shù)之比為1:3:2
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【題目】高鐵酸鹽是一種高效綠色氧化劑,可用于廢水和生活用水的處理。從環(huán)境保護(hù)的角度看,制備高鐵酸鹽較好的方法為電解法:Fe+2H2O+2OH+3H2↑,工作原理如圖所示。已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。下列說(shuō)法正確的是
A.b是電源的正極
B.陽(yáng)極電極反應(yīng)為Fe6e+4H2O+8H+
C.電解過(guò)程中,不需要將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出
D.當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí),會(huì)有0.5mol的H2生成
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A. 在量筒中稀釋濃硫酸B. 用蒸發(fā)皿灼燒固體樣品
C. 將少量金屬鈉保存在煤油中D. 用鑷子取用NaOH固體
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【題目】已知烯烴在酸性KMnO4溶液中雙鍵斷裂形式為:
現(xiàn)有二烯烴C10H18與酸性KMnO4溶液作用后可得到三種有機(jī)物:(CH3)2CO、CH3COOH、CH3CO(CH2)2COOH,由此推斷此二烯可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
A.(CH3)2C=C(CH3)CH2CH2CH=CHCH2CH3
B.(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCH3
C.CH3CH=C(CH3)CH2CH2CH2C(CH3)=CH2
D.CH3CH=C(CH3)CH2CH2CH2CH=CHCH3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( )
A. H2的摩爾質(zhì)量是2 B. 1molH2O 的質(zhì)量是18 g /mol
C. 2g H2含1mol H D. 氧氣的摩爾質(zhì)量是32 g/ mol
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)電池結(jié)構(gòu)的敘述正確的是( )
A. 鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)
B. 鉛蓄電池工作一段時(shí)間后,正、負(fù)電極的質(zhì)量均增加
C. 太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅
D. 常見(jiàn)的鋰電池用水溶液做電解質(zhì)溶液
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【題目】25℃時(shí),用0.1mol·L-1的CH3COOH溶液滴定20mL0.1 mol·L-1的NaOH溶液,當(dāng)?shù)渭覸mLCH3COOH溶液時(shí),混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的電離平衡常數(shù)為Ka,忽略混合時(shí)溶液體積的變化,下列關(guān)系式正確的是
A.Ka = B.V= C.Ka = D.Ka =
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