(本題共17分)2013年霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)。其中,汽車(chē)尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。

(1)CO2是大氣中含量最高的一種溫室氣體,控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。目前,由CO2來(lái)合成二甲醚已取得了較大的進(jìn)展,其化學(xué)反應(yīng)是:

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H>0。

①寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 。

②判斷該反應(yīng)在一定條件下,體積恒定的密閉容器中是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 。

A.容器中密度不變

B.單位時(shí)間內(nèi)消耗2molCO2,同時(shí)消耗1mol二甲醚

C.v(CO2)︰v(H2)=1︰3

D.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

(2)汽車(chē)尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO (g) 2CO2 (g) +N2 (g) 。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線(xiàn),如圖所示。據(jù)此判斷:

① 該反應(yīng)的ΔH 0(選填“>”、“<”)。

②當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在右圖中畫(huà)出c(CO2)在T2、S2條件下達(dá)到平衡過(guò)程中的變化曲線(xiàn)。

(3)已知:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)△H = -a kJ?mol-1。

①經(jīng)測(cè)定不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:

溫度(℃)

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

若某時(shí)刻、250℃測(cè)得該反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的濃度為c(CO)=0.4 mol·L-1、c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CH3OH)=0.8 mol·L-1, 則此時(shí)v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。

②某溫度下,在體積固定的2L的密閉容器中將1 mol CO和2 mol H2混合,測(cè)得不同時(shí)刻的反應(yīng)前后壓強(qiáng)關(guān)系如下:

時(shí)間(min)

5

10

15

20

25

30

壓強(qiáng)比(P后/P前)

0.98

0.90

0.80

0.70

0.70

0.70

達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為 。

(4)氨有著廣泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纖維等工業(yè)生產(chǎn)。用0.10mol·L—1鹽酸分別滴定20.00mL0.10mol·L—1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1氨水所得的滴定曲線(xiàn)如下:

請(qǐng)指出鹽酸滴定氨水的曲線(xiàn)為 (填A(yù)、B),請(qǐng)寫(xiě)出曲線(xiàn)a點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溶液中各離子濃度由大到小的排列順序 。

(5)液氨作為一種潛在的清潔汽車(chē)燃料已越來(lái)越被研究人員重視。它在安全性、價(jià)格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢(shì)。氨在燃燒實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中相關(guān)的反應(yīng)有:

4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l) △H1 ①

4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l) △H2 ②

4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l) △H3 ③

請(qǐng)寫(xiě)出上述三個(gè)反應(yīng)中△H1、△H2、△H3三者之間關(guān)系的表達(dá)式,△H1= 。

(6)美國(guó)Simons等科學(xué)家發(fā)明了使NH3直接用于燃料電池的方法,其裝置為用鉑作為電極,加入電解質(zhì)溶液中,其電池反應(yīng)為 4NH3+3O2=2N2+6H2O。寫(xiě)出該燃料電池的正極反應(yīng)式 。

 

(1)①(1分)②B、D(2分,錯(cuò)選1個(gè)扣1分)

(2)①<(1分)

(2分)

[起點(diǎn)在原點(diǎn)0處(給1分),達(dá)到平衡的時(shí)間遲于“T2、S1”曲線(xiàn)的平衡點(diǎn)(給1分)]

(3)①<(2分) ② 45%(2分)

(4)B(1分)c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)(2分)

(5)(2分) (6) O2+2H2O+4e-=4OH- (2分)

【解析】

試題分析:(1)①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,則根據(jù)方程式可知,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為;

②A.反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變,容器容積不變,所以容器中氣體的密度始終不變,額容器中密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;B.單位時(shí)間內(nèi)消耗2molCO2,同時(shí)消耗1mol二甲醚,說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;C.規(guī)劃方程式可知v(CO2)︰v(H2)=1︰3是恒成立的,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤;D.正方應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng),因此壓強(qiáng)也是減小的,所以當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確,答案選BD。

(2)①圖象中T1先達(dá)平衡,即T1>T2,由于T1中c(CO2)較小,即溫度升高,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),為放熱反應(yīng),故答案為:<;

②催化劑的表面積S1>S2,S2反應(yīng)速率比S1小,即達(dá)到平衡所需時(shí)間長(zhǎng),由于催化劑不影響化學(xué)平衡的移動(dòng),達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),與T2、S1條件下相同,故答案為:

(3)①250℃測(cè)得該反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的濃度為c(CO)=0.4mol?L-1、c(H2)=0.4mol?L-1、c(CH3OH)=0.8mol?L-1,濃度商Q==12.5>K=2.041,說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行v正<v逆;

②平衡狀態(tài)壓強(qiáng)比(P后/P前)=0.70,則反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量=3mol×0.70=2.10mol,氣體減少的物質(zhì)的量=3mol-2.1mol=0.9mol,根據(jù)氣體減少的物質(zhì)的量與氫氣之間的關(guān)系式知參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量0.9mol÷2=0.45mol,則CO的轉(zhuǎn)化率×100%=45%;

(4)由0.10mol?L-1的NaOH溶液的pH=13,由圖象可知,A為鹽酸滴定氫氧化鈉的曲線(xiàn),則B為鹽酸滴定氨水的曲線(xiàn),在曲線(xiàn)a點(diǎn)pH>7可知,溶液顯堿性,c(OH-)>c(H+),再根據(jù)電荷守恒可知,c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),則c(NH4+)>c(Cl-),電離產(chǎn)生氫氧根離子,則c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:B;c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);

(5)由反應(yīng)4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H1 ①

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)△H2 ②

4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H3③

則反應(yīng)(②×3+③×2)÷5可得到反應(yīng)①,則△H1=;

(6)由總反應(yīng)4NH3+3O2=2N2+6H2O可知,壓強(qiáng)得到電子,所以氧氣在正極通入,則正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-。

考點(diǎn):考查電離常數(shù)、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響、平衡狀態(tài)判斷、可逆反應(yīng)有關(guān)計(jì)算、電離平衡、中和滴定、離子濃度的比較、反應(yīng)熱、電極反應(yīng)等

 

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對(duì)于相同物質(zhì)的量的SO2和SO3,下列說(shuō)法中正確的是

A.硫元素的質(zhì)量比為5:4 B.分子數(shù)之比為1:1

C.原子總數(shù)之比為4:3 D.質(zhì)量之比為1:1

 

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A.①③ B.③④ C.①② D.①③④

 

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下列反應(yīng)的離子方程式錯(cuò)誤的是

A.向碳酸氫鈣溶液中加入過(guò)量氫氧化鈉 Ca2++2HCO3- +2OH- = CaCO3↓+2H2O+CO32-

B.氫氧化鋇溶液與硫酸氫鈉溶液1:1混合Ba2++ OH- +H+ +SO42- = BaSO4↓+H2O

C.氫氧化鈣溶液和碳酸氫鎂反應(yīng):Ca2++OH-+HCO3- == CaCO3↓+H2O

D.向溴化亞鐵溶液中通入過(guò)量氯氣:2Fe2+ + 4Br— + 3Cl2 == 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl—

 

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近日來(lái),全國(guó)安全事故頻發(fā),折射出人們對(duì)化學(xué)品與安全知識(shí)的極度缺乏,下列有關(guān)化學(xué)品與安全的說(shuō)法或操作錯(cuò)誤的是

A.運(yùn)石油的油罐車(chē)上應(yīng)貼標(biāo)志,裝運(yùn)濃硫酸的槽罐車(chē)應(yīng)貼標(biāo)志,并由專(zhuān)人押運(yùn)

B.欲往燃燒的酒精爐中添加酒精必須要先熄滅酒精爐并等酒精爐完全冷卻后才能加入酒精。

C.炒菜時(shí)油鍋著火,立即加水滅火;電器起火時(shí),應(yīng)立即切斷電源并采取適當(dāng)措施滅火。

D.若家中出現(xiàn)煤氣泄露,會(huì)聞到濃烈的氣味,應(yīng)馬上開(kāi)窗通風(fēng),切不可打電話(huà)或打開(kāi)其他電器。

 

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下列事實(shí)不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是( )

2SO2+O22SO3

的平衡體系中,加入由18O構(gòu)成的氧氣,則SO2中的18O的含量會(huì)增加

 

c(NH4Cl)

mol/L

0.1

0.01

c (H+)

×10-6

7.5

2.4

t/℃

25

100

Kw

×10-14

1.0

55.0

A

B

C

D

 

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下列圖像表達(dá)正確的是( )

A.濃硫酸的稀釋等量的鋅粉反應(yīng) B.過(guò)量的鹽酸與能量變化

C.氫氣與氧氣反應(yīng)中的 D.微粒電子數(shù)

 

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設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說(shuō)法正確的是( )

A.電解精煉銅過(guò)程中,電路中每通過(guò)NA個(gè)電子,陽(yáng)極溶解銅32 g

B.1 L 2 mol/L的NH4Cl溶液中含NH+4數(shù)目為2 NA

C.5.6 g鐵粉與硝酸反應(yīng)失去的電子數(shù)一定為0.3 NA

D.1 mol C20H42的分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)目為61 NA

 

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下列哪一組元素的原子間反應(yīng)容易形成離子鍵

原子

a

b

c

d

e

f

g

M層電子數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

A.a(chǎn)和c B.c和g C.e和g D.b和g

 

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