【題目】研究NOx、COx的消除和再利用對(duì)改善生態(tài)環(huán)境、構(gòu)建生態(tài)文明具有重要的意義。
Ⅰ.反應(yīng)N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ·mol-1,汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H2。
(1)已知CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-1,則△H2=___。
(2)某科研小組嘗試?yán)霉腆w表面催化工藝進(jìn)行NO的分解。若用和分別表示O2、NO、N2和固體催化劑,在固體催化劑表面分解NO的過(guò)程如圖所示。從吸附到解吸過(guò)程中的能量狀態(tài)最低的是__(填字母序號(hào))。
(3)另一研究小組探究催化劑對(duì)CO、NO轉(zhuǎn)化的影響。將NO和CO以一定的流速通過(guò)兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)脫氮率(即NO的轉(zhuǎn)化率)隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示。圖中低于200℃,脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因是___;a點(diǎn)(填“是”或“不是”)__對(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率,理由是__。
Ⅱ.向容積可變的密閉容器中充入1molCO和2.2molH2,在恒溫恒壓條件下發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化情況如圖2所示。
(4)反應(yīng)速率:N點(diǎn)v正(CO)(填“大于”、“小于”或“等于”)__M點(diǎn)v逆(CO)。
(5)M點(diǎn)時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為__(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%);用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=__(用含p1的最簡(jiǎn)表達(dá)式表達(dá),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(6)不同溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值(lgK)如圖3所示,則B、C、D、E四點(diǎn)中能正確表示該反應(yīng)的lgK與溫度(T)的關(guān)系的是___(填字母符號(hào))。
【答案】746.5 C 溫度較低時(shí),催化劑的活性偏低 不是 因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng),a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)高于40% 小于 54.5% B、E
【解析】
Ⅰ(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算解答;
(2) 結(jié)合固體催化劑的機(jī)理圖解答,N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+181.5kJmol1,整個(gè)反應(yīng)為2NON2+O2,反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(3)催化劑在低溫下活性不大,反應(yīng)隨溫度變化速率變化不大,圖象分析可知a點(diǎn)不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率;
Ⅱ(4)根據(jù)結(jié)合圖示,比較N、M點(diǎn)的溫度,根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響分析判斷;
(5)M點(diǎn)時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為60%,以此計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度,可計(jì)算氫氣的轉(zhuǎn)化率以及平衡常數(shù);
(6)由圖乙可知升高溫度,轉(zhuǎn)化率減小,則平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小。
Ⅰ(1)已知:CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-1,熱化學(xué)方程式:①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3=-283.0kJ/mol,
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol,
蓋斯定律計(jì)算①×2②得到2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H2=746.5kJ/mol;
(2)從機(jī)理圖可以看出,首先A狀態(tài)中,NO被吸附到催化劑表面,B狀態(tài)為NO變成N原子和O原子,這個(gè)過(guò)程為斷鍵需要吸收能量,C狀態(tài)為N原子和N原子結(jié)合變成N2,O原子和O原子結(jié)合變成O2,這個(gè)過(guò)程為成鍵過(guò)程,需要放出能量,則從整個(gè)反應(yīng)過(guò)程來(lái)看,反應(yīng)是2NON2+O2,由題中信息可知,此反應(yīng)的逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則此反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)焓變△H<0,可見(jiàn)生成物狀態(tài)時(shí),體系能量最低,能量狀態(tài)最低的是C;
(3)圖象分析可知a點(diǎn)不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡脫氮率;溫度較低時(shí),催化劑的活性偏低;不是平衡脫氮率,因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng),根據(jù)線II可知,a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度的平衡脫氮率應(yīng)高于40%;
Ⅱ(4)升高溫度和增大壓強(qiáng)均可加快反應(yīng)速率,根據(jù)圖示,M點(diǎn)的溫度和壓強(qiáng)均高于N點(diǎn),在平衡狀態(tài)下,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,則反應(yīng)速率:N點(diǎn)v正(CO)小于M點(diǎn)v逆(CO);
(5)M點(diǎn)時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則列“三段式”:
則氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%=54.5%,Kp==;
(6)由圖2可知,升高溫度,CO的轉(zhuǎn)化率減小,則該平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,則B、E符合。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】莽草酸可用于合成藥物達(dá)菲,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,下列關(guān)于莽草酸的說(shuō)法正確的是( )
A.分子式為C7H10O5,屬于芳香族化合物,易溶于水
B.分子中含有3種官能團(tuán),可以發(fā)生加成、氧化、取代等反應(yīng)
C.在水溶液中,1mol莽草酸最多可電離出4molH+
D.1mol莽草酸與足量的NaHCO3溶液反應(yīng)可放出4molCO2氣體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】吡唑類化合物是重要的醫(yī)用中間體,如圖是吡唑類物質(zhì)L的合成路線。
已知:R1—CHO+R2CH2—COOR3
R1—CHO+R2NH2R1—CH=N—R2
(1)試劑a是__。
(2)C生成D的反應(yīng)類型是__。
(3)D生成E的化學(xué)方程式是___。
(4)生成G的化學(xué)方程式是__。
(5)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__。
(6)寫出符合下列條件的I的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__。
a.是反式結(jié)構(gòu)
b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
c.苯環(huán)上的一氯代物有2種
d.1mol該有機(jī)物能與2mol氫氧化鈉反應(yīng)
(7)K的分子式是C10H8O2,K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__。
(8)以2-甲基丙烯和乙酸為原料,選用必要的無(wú)機(jī)試劑,合成,寫出合成路線__(用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示有機(jī)物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】廢定影液的主要成分為Na3[Ag(S2O3)2],用廢定影液為原料制備AgNO3的實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1) “沉淀”步驟中生成Ag2S沉淀,檢驗(yàn)沉淀完全的操作是________。
(2) “反應(yīng)”步驟中會(huì)生成淡黃色固體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(3) “除雜”需調(diào)節(jié)溶液pH至6。測(cè)定溶液pH的操作是________。
(4) 已知:2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑,2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑。AgNO3粗產(chǎn)品中常含有Cu(NO3)2,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由AgNO3粗產(chǎn)品獲取純凈AgNO3的實(shí)驗(yàn)方案:______________________,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,洗滌,干燥,得到純凈的AgNO3。(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有稀硝酸、NaOH溶液、蒸餾水)
(5) 蒸發(fā)濃縮AgNO3溶液的裝置如下圖所示。使用真空泵的目的是________;判斷蒸發(fā)濃縮完成的標(biāo)志是____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某校同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn),探究CaS脫除煙氣中的SO2并回收S。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1.稱取一定量的CaS放入三口燒瓶中并加入甲醇作溶劑(如下圖所示)。
步驟2.向CaS的甲醇懸濁液中緩緩?fù)ㄈ胍欢康?/span>SO2。
步驟3.過(guò)濾,得濾液和濾渣。
步驟4.從濾液中回收甲醇(沸點(diǎn)為64.7 ℃),所得殘?jiān)c步驟3的濾渣合并。
步驟5.用CS2從濾渣中萃取回收單質(zhì)S。
(1) 圖中用儀器X代替普通分液漏斗的突出優(yōu)點(diǎn)是________________。
(2) 三口燒瓶中生成硫和亞硫酸鈣的化學(xué)方程式為________________,三口燒瓶中最后殘留固體中含一定量的CaSO4,其原因是________________。
(3) 步驟4“回收甲醇”需進(jìn)行的操作方法是________________。
(4) 步驟5為使濾渣中S盡可能被萃取,可采取的操作方案是________________。
(5) 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從上述回收的S和得到的含Na2SO3吸收液制備Na2S2O3·5H2O的實(shí)驗(yàn)方案:
稱取稍過(guò)量硫粉放入燒杯中,__________________________________________,用濾紙吸干。
已知:① 在液體沸騰狀態(tài)下,可發(fā)生反應(yīng)Na2SO3+S+5H2ONa2S2O3·5H2O。
②硫不溶于Na2SO3溶液,微溶于乙醇。
③為獲得純凈產(chǎn)品,需要進(jìn)行脫色處理。
④須使用的試劑:S、Na2SO3吸收液、乙醇、活性炭。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖表示某可逆反應(yīng)在使用和未使用催化劑時(shí),反應(yīng)過(guò)程和能量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。下列說(shuō)法一定正確的是
A. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. a與b相比,a的反應(yīng)速率更快
C. a與b相比,反應(yīng)的平衡常數(shù)一定不同
D. 反應(yīng)物吸收的總能量小于生成物釋放的總能量
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)裝置能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A.裝置①用于驗(yàn)證反應(yīng)是否有CO2生成
B.裝置②用于用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液測(cè)定鹽酸濃度
C.裝置③用于制備少量含NaClO的消毒液
D.裝置④用于比較銅、鐵活潑性強(qiáng)弱
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】乙烯是非常重要的有機(jī)物,它的產(chǎn)量通常用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)工業(yè)上以乙烯為原料可合成一重要有機(jī)高分子化合物,該材料可用于食品包裝。合成該物質(zhì)的化學(xué)方程式為________,反應(yīng)類型是_____。
(2)為探究實(shí)驗(yàn)室制乙烯及乙烯和溴水的反應(yīng),甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。制備乙烯的化學(xué)方程式:________;乙烯使溴水褪色的化學(xué)方程式:__________,反應(yīng)類型_____。
(3)寫出下列物質(zhì)所對(duì)應(yīng)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
①的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________________。
②的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置關(guān)系如圖所示,已知在同周期元素的常見(jiàn)簡(jiǎn)單離子中,W的簡(jiǎn)單離子半徑最小,X、Y、Z、W的單質(zhì)及其化合物在日常生活中用途極其廣泛。
(1)X元素在元素周期表中的位置________。
(2)X、Y、Z元素的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物中,穩(wěn)定性最差的是________(用分子式表示)。
(3)Y、Z、W三種元素對(duì)應(yīng)的離子中,半徑由大到小的順序____________(用離子符號(hào)表示)。
(4)某汽車尾氣分析儀以燃料電池為工作原理測(cè)定XZ的濃度,其裝置如圖所示,該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉,其中Z2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)。則負(fù)極的反應(yīng)式_______________。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法,正確的是_________。
A.工作時(shí)電極b作正極,Z2- 通過(guò)固體介質(zhì)NASICON由電極b流向電極a
B.工作時(shí)電流由電極a通過(guò)傳感器流向電極b
C.傳感器中通過(guò)的電流越大,尾氣中XZ的含量越高
(5)X2Z42-能被酸性KMnO4氧化,請(qǐng)?zhí)顚懴鄳?yīng)的離子,并給予配平:
_____ ______+______MnO4- + ________H+ = ______CO2 + _______Mn2++______H2O
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