【題目】合理利用和轉化NO2、SO2、CO、NO等污染性氣體是環(huán)保領域的重要課題。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知:
①;;
②,;
③,;
1 mol CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的反應熱為________。
(2)已知的反應歷程分兩步:
①(快);,;
②(慢);,
一定溫度下,反應達到平衡狀態(tài),該反應的平衡常數的表達式K=____(用表示),反應①的活化能E1與反應②的活化能E2的大小關系為E1____E2(填“>”“<”或“=”)。
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物的有關反應為:。向恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T℃)時,各物質的濃度隨時間的變化如下表:
①T℃時,該反應的平衡常數的計算式為______。
②在31 min時,若只改變某一條件使平衡發(fā)生移動,40 min、50 min時各物質的濃度如上表所示,則改變的條件是____
③在51 min時,保持溫度和容器體積不變再充人NO和N2,使二者的濃度均增加至原來的兩倍,此時反應v正____v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(4)反應N2O4(g) 2NO2(g) △H>0,在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與各自的分壓(分壓=總壓×物質的量分數)有如下關系:,其中k1、k2是與溫度有關的常數,相應的速率與N2O4或NO2的分壓關系如圖所示。
在T℃時,圖中M、N點能表示該反應達到平衡狀態(tài),理由是___________ 。改變溫度,v(NO2)會由M點變?yōu)?/span>A、B或C,v(N2O4)會由N點變?yōu)?/span>D、E或F,當升高到某一溫度時,反應重新達到平衡,相應的點分別為_______(填字母)。
【答案】-955.0kJ/mol < 減小二氧化碳濃度 > M點v(NO2)是N點v(N2O4)的2倍,根據化學方程式N2O4(g)2NO2(g),可以判斷出該反應的正反應速率等于逆反應速率,反應達到平衡狀態(tài) BF
【解析】
(1)根據已知的熱化學方程式和蓋斯定律進行計算;
(2)平衡狀態(tài)下,正逆反應速率相等,可得,,再列出反應的平衡常數的表達式,從而得出K=;反應速率越慢,說明反應的活化能越大;
(3)①由表中數據可知,T℃時,反應,20min-30min反應處于平衡狀態(tài);40min-50min反應也處于平衡狀態(tài);溫度不變,平衡常數不變,則可分別由兩次平衡時各物質的濃度列出平衡常數的計算式;
②已知反應條件為恒溫恒容,依據數據分析,氮氣濃度增大,二氧化碳和一氧化氮濃度減小,且該反應為反應前后氣體體積不變的反應,所以改變的條件應為減小二氧化碳濃度,平衡正向移動;
③先計算出該反應的平衡常數,再計算此時的濃度商,進而判斷反應進行的方向,從而比較v正、v逆的大小關系;
(4)當達到化學平衡時,滿足v正=v逆,即消耗速率:2v(N2O4)=v(NO2),由圖可知M點v(NO2)是N點v(N2O4)的2倍,可以判斷出該反應的正反應速率等于逆反應速率,反應達到平衡狀態(tài);升高溫度,正、逆反應速率均加快,據此分析解答。
(1)已知的熱化學方程式:①;;②,;③,;根據蓋斯定律(①+②+4×③)×,可得到CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學方程式:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955.0kJ/mol,則1 mol CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的反應熱為-955.0kJ/mol;
故答案為:-955.0kJ/mol;
(2)①(快);,;
②(慢);,;平衡狀態(tài)下,正逆反應速率相等,即,,一定溫度下,反應達到平衡狀態(tài),該反應的平衡常數的表達式=;反應②的反應速率慢,說明反應的活化能大,則E1<E2;
故答案為:;<;
(3)①由表中數據可知,T℃時,反應,20min-30min反應處于平衡狀態(tài),各物質的平衡濃度為:c(CO2)=c(N2)=0.030mol/L,c(NO)=0.040mol/L;40min-50min反應也處于平衡狀態(tài),各物質的平衡濃度為:c(CO2)=0.017 mol/L,c(N2)=0.034mol/L,c(NO)=0.032mol/L;溫度不變,平衡常數不變,則反應的平衡常數為:;
故答案為:;
②在31min時,改變某一條件,反應重新達到平衡時c(CO2)=0.017 mol/L,c(N2)=0.034mol/L,c(NO)=0.032mol/L,已知反應條件為恒溫恒容,依據數據分析,氮氣濃度增大,二氧化碳和一氧化氮濃度減小,且該反應為反應前后氣體體積不變的反應,所以改變的條件應為減小二氧化碳濃度,平衡正向移動;
故答案為:減小二氧化碳的濃度;
③該反應的平衡常數為,在51 min時,保持溫度和容器體積不變再充人NO和N2,使二者的濃度均增加至原來的兩倍,則此時c(CO2)=0.017 mol/L,c(N2)=0.068mol/L,c(NO)=0.064mol/L,,
平衡正向移動,則v正>v逆;
故答案為:>;
(4)當達到化學平衡時,滿足v正=v逆,即消耗速率:2v(N2O4)=v(NO2),M點v(NO2)是N點v(N2O4)的2倍,根據化學方程式N2O4(g)2NO2(g),可以判斷出該反應的正反應速率等于逆反應速率,則在T℃時,圖中M、N點能表示該反應達到平衡狀態(tài);升高溫度,正、逆反應速率均加快,則反應重新達到平衡時,相應的點分別為:BF;
故答案為:M點v(NO2)是N點v(N2O4)的2倍,根據化學方程式N2O4(g)2NO2(g),可以判斷出該反應的正反應速率等于逆反應速率,反應達到平衡狀態(tài);B、F。
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【題目】下列濃度關系正確的是
A.0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液至沉淀剛好完全:c (NH4+)>c (OH-)>c (SO42-)>c (H+)
B.0.1 mol/L的KOH溶液中通入標準狀況下的CO2氣體3.36 L,所得溶液中:c (K+)+c (H+)=c (CO32-)+c (HCO3-)+c (OH-)
C.0.1 mol/L的NaOH溶液與0.2 mol/L的HCN溶液等體積混合,所得溶液呈堿性:c (HCN)>c (Na+)>c (CN-)>c (OH-)>c (H+)
D.pH相同的NaOH溶液、CH3COONa溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的濃度:c (NaOH)<c (CH3COONa)<c (NaHCO3)<c (Na2CO3)
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【題目】下列說法中正確的是( )
A.同一可逆反應使用不同的催化劑時,高效催化劑可增大平衡轉化率
B.已知反應H2O(g) +SO2(g)= H2SO3 (l),該過程熵值增大
C.同溫同壓下,H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同
D.已知2H2O(l) =2H2(g) + O2(g) ΔH = +571.6 kJ·mol-1,則氫氣燃燒熱為285.8 kJ·mol-1
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【題目】鹽酸利多卡因(F)可用于表面麻醉,還具有抗心律失常的作用,其合成路線:
回答下列問題:
(1)A的化學名稱為______________,B→C的反應類型為____________。
(2)C→D的化學方程式為___________________。
(3)E中苯環(huán)上的一氯代物有___________種。
(4)X為B的芳香族同分異構體且苯環(huán)上僅有2個取代基,紅外光譜顯示X有氨基(-NH2),實驗測得X能與NaHCO3溶液發(fā)生反應生成CO2,則X的結構可能有______種,其中一種核磁共振氫譜峰面積比為2:2:2:2:1的X的結構簡式為______________________。
(5)已知工業(yè)上可用氯氣催化乙酸生產氯乙酸,再以氯乙酸為原料,以S2Cl2、Cl2為氯化劑,加入適當的催化劑,即可制得氯乙酰氯(ClCH2COCl)。請設計以CH2=CH2為主要原料合成ClCH2COCl的路線流程圖________________________________(無機試劑任選)。
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【題目】油脂是人體所必需的營養(yǎng)物質。
(1)下列關于油脂的敘述不正確的是_______(填序號)。
A.利用油脂在堿性條件下的水解反應,可以生產甘油和肥皂
B.油脂在小腸內受酶的催化作用而水解,生成的高級脂肪酸和甘油作為人體營養(yǎng)成分為腸壁所吸收,同時提供人體活動所需要的能量
C.油脂中的碳鏈中的碳碳鍵為碳碳單鍵時,主要是高沸點的動物脂肪
D.油脂是人體所需的基本營養(yǎng)物質之一,應盡量多食用富含油脂的物質
(2)某天然油脂的結構簡式如圖所示。該油脂完全水解,需消耗的物質的量為_______mol;已知該油脂與氫氣發(fā)生加成反應時最多需氫氣8g,則該油脂中含碳碳雙鍵________mol。
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【題目】常溫下,向 100 mL0.01 mol·L-1HA 溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1MOH 溶液,圖中所示曲線表示混合溶液的pH變化情況(體積變化忽略不計);卮鹣铝袉栴}:
(1)由圖中信息可知HA為 酸(填“強”或“弱”),理由是 。
(2)常溫下一定濃度的MA稀溶液的pH = a,則a_________7(填“ > ”、“< ”或“=”),用離子方程式表示其原因:_____________________,此時,溶液中由水電離出的c(OH-)= 。
(3)請寫出K點所對應的溶液中離子濃度的大小關系:____________________。
(4)K點對應的溶液中,c(M+) +c(MOH)__________2c (A-)(填“>”“<”或“=”);若此時溶液的 pH = 10,則 c(MOH) +c(OH-) =_____________mol· L-1。
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【題目】FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學實驗小組在實驗室里用如下兩種方法來制備無水FeCl2。有關物質的性質如下:
(1)用H2還原無水FeCl3制取FeCl2。有關裝置如圖1所示:
①H2還原無水FeCl3制取FeCl2的化學方程式為________ 。
②B中盛放的試劑是____,按氣流由左到右的方向,上述儀器的連接順序為 ____(填字母,裝置可多次使用)。
③該制備裝置的缺點為______。
(2)利用反應,制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉化率。按圖2裝置,在三頸燒瓶中放入32.5 g無水氯化鐵和過量的氯苯,控制反應溫度在一定范圍加熱3h,冷卻、分離提純得到粗產品。
①儀器a的作用是 _______。
②反應結束后,冷卻實驗裝置A,將三頸燒瓶內物質倒出,經過濾、洗滌、干燥后,得到粗產品。洗滌所用的試劑可以是____(填名稱),回收濾液中C6H5Cl的操作方法是____。
③在反應開始之前先通一段時間N2的目的是 ____,在反應完成后繼續(xù)通一段時間N2的作用是____
④反應后將錐形瓶中溶液配成250 mL,量取25. 00 mL所配溶液,用0.40 mol·L-1 NaOH溶液滴定,重復上述操作3次,達到滴定終點時消耗NaOH溶液的體積分別為19. 50 mL、20. 50 mL、19. 70 mL,則氯化鐵的轉化率為____。
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【題目】以輝銅礦(Cu2S)為原料冶煉銅,其反應原理可表示為Cu2S+O22Cu+SO2。下列說法不正確的是( )
A.化合價發(fā)生變化的元素有3種
B.Cu2S在該反應中既是氧化劑又是還原劑
C.1 mol O2參加反應時,上述反應轉移電子總物質的量為4 mol
D.SO2被分離、回收后氧化生成SO3,作為制取硫酸的原料
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