【題目】機(jī)動(dòng)車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣是目前城市空氣污染的重要原因之一。NOCO均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) H=-akJ·mol-1

(1)CO可用于煉鐵,已知:

Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)H=+489.0kJ/mol

C(s)+CO2(g)=2CO(g)H=+172.5kJ/mol

CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為_____________________

(2)在一定溫度下,將1.2 mol NO1.0 mol CO氣體通入到固定容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示。

0~20 min CO2的平均速率v(CO2)=____________,CO的轉(zhuǎn)化率為____________

(3)下列能夠說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是__________

a.該容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變

b.上述反應(yīng)的焓變H不變

c. v(NO)=2v(N2)

d.混合氣體的密度不再變化

(4)若保持反應(yīng)體系的溫度不變,20 min時(shí)再向容器中充CO、CO20.2mol,化學(xué)平衡將__________(逆向”“正向”)移動(dòng)。重新達(dá)到平衡后,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為__________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(5)利用反應(yīng)2NO2+4CO=N2+4CO2可以處理汽車尾氣。若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,用熔融NaCO3作電解質(zhì),其正極電極反應(yīng)式為_____________

(6)工業(yè)上用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO3,再氧化為(NH4)2SO4。已知25℃時(shí),0.05mol/L(NH4)2SO4溶液的pH=a,則c(NH4+)c(NH3·H2O)=__________用含a的代數(shù)式表示,已知NH3·H2O的電離常數(shù)為Kb=1.7×10-5)

【答案】Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)H=-28.5kJ/mol 0.01mol/(L·min) 40% a 逆向 0.28 2NO2+8e-+4CO2=N2+4CO32-

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算;

(2)據(jù)圖可知0~20min內(nèi)△c(NO)=0.2mol/L,據(jù)v(NO)=進(jìn)行計(jì)算;CO的轉(zhuǎn)化率=進(jìn)行計(jì)算;

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后,正逆反應(yīng)速率相等,各組分的濃度保持不變及由此衍生的其他物理量進(jìn)行分析判斷;

(4)根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算;根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向;平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù),據(jù)此進(jìn)行分析;

(5)原電池中正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),該電池放電時(shí)NO2被還原成N2作正極,用熔融NaCO3作電解質(zhì),根據(jù)元素守恒和電荷守恒可得電極方程式;

(6)NH3·H2O的電離常數(shù)為Kb==1.7×10-5,pH=a,則可求出c(OH-),據(jù)此可以計(jì)算出。

(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)H1=+489.0kJ/mol
C(s)+CO2(g)=2CO(g)H2=+172.5kJ/mol
由①-×3,得到熱化學(xué)方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)H=-28.5kJ/mol,

(2)據(jù)圖可知0~20min內(nèi)△c(NO)=0.2mol/L,所以v(NO)==0.01mol/(L·min),同一反應(yīng)同一同時(shí)不同物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比,所以v(CO2)=v(NO)=0.01mol/(L·min);△c(NO)=0.2mol/L,則△c(CO)=0.2mol/L,容器體積為2L,所以CO的轉(zhuǎn)化率為=40%;

(3)a.該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,所以未達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量會(huì)變,容器恒容,則壓強(qiáng)會(huì)變,所以壓強(qiáng)不再改變說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故a正確;

b.反應(yīng)是否達(dá)到平衡并不影響反應(yīng)的焓變,故b不能說明;

c.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,但選項(xiàng)中沒有指明各物質(zhì)的速率是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率,故c不能說明;

d.反應(yīng)物和生成物均為氣體,所以整個(gè)過程中氣體的總質(zhì)量不變,容積恒定,則密度一直不變,故d不能說明;

綜上所述選a;

(4)初始投料為1.2 mol NO1.0 mol CO,容器體積為2L,則c(NO)=0.6mol/L,c(CO)=0.5mol/L;據(jù)圖可知平衡時(shí)c(NO)=0.6mol/L,△c(NO)=0.2mol/L,根據(jù)方程式可知△c(CO)=0.2mol/L,△c(CO2)=0.2mol/L,△c(N2)=0.1mol/L,所以平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度為c(NO)=0.4mol/L,c(CO)=0.3mol/Lc(CO2)=0.2mol/L,c(N2)=0.1mol/L,則該溫度下平衡常數(shù)為K=,充CO、CO20.2mol后,容器體積為2L,所以c(CO)=0.4mol/L,c(CO2)=0.3mol/L,此時(shí)濃度商為,所以平衡逆向移動(dòng);溫度不變平衡常數(shù)不變,平衡常數(shù)為0.28;

(5)原電池中正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)總反應(yīng)中各物質(zhì)的化合價(jià)的變化可知,該電池放電時(shí)NO2被還原成N2作正極,用熔融NaCO3作電解質(zhì),根據(jù)元素守恒和電荷守恒可得電極方程式為2NO2+8e-+4CO2=N2+4CO32-;

(6)NH3·H2O的電離常數(shù)為Kb==1.7×10-5,pH=a,則c(OH-)=10a-14mol/L,所以。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】300mLAl2(SO4)3溶液中,含有Al3+1.62 克,在該溶液中加入0.1mol/LBa(OH)2溶夜300ml,反應(yīng)后溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度約為

A. 0.4 mol/L B. 0.3 mol/L C. 0.1 mol/L D. 0.2mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氣體AB分別為0.6mol0.5mol,在0.4L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):3ABaC2D,經(jīng)5min后,此時(shí)氣體C0.2mol;又知在此反應(yīng)時(shí)間內(nèi),D的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L·min),下面的結(jié)論正確的是(  )

A.此時(shí),反應(yīng)混合物總物質(zhì)的量為1molB.B的轉(zhuǎn)化率40%

C.A的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L·min)D.a值為2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

1NO2可用水吸收,相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為___。利用反應(yīng)6NO28NH37N212H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時(shí),消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是___L。

2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=﹣196.6kJ·mol-1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2=﹣113.0kJ·mol-1

則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH___kJ·mol-1。

3)一定條件下,將2molNO22molSO2置于容積固定的恒溫密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___(填字母)

a.混合氣體密度保持不變 b.混合氣體顏色保持不變

cSO3NO的體積比保持不變 d.每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2

該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)后,若再向該容器充入1molNO21molSO2,則SO2的轉(zhuǎn)化率將___(填“增大”“減小”或“不變”)

4)已知N2O4(g)2NO2(g) ΔH0,現(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___。

A. B. C. D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時(shí),純水中存在的平衡:H2O H + OH下列敘述正確的是

A. 將水加熱,Kw增大,pH不變

B. 加入稀鹽酸,平衡逆向移動(dòng),c(H+)降低

C. 加入氫氧化鈉溶液,平衡逆向移動(dòng),Kw變小

D. 加入少量固體CH3COONa,平衡正向移動(dòng),c(H)降低

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在水的電離平衡中,c(H)c(OH)的關(guān)系如圖所示:

1A點(diǎn)水的離子積常數(shù)為1×1014,B點(diǎn)水的離子積常數(shù)為________________。造成水的離子積常數(shù)變化的原因是________________________________________________________________________。

2100 ℃時(shí),若向水中滴加鹽酸,________(不能”)使體系處于B點(diǎn)狀態(tài),原因是____________________________________________________________________

3100 ℃時(shí),若鹽酸中c(H)5×104 mol·L1,則由水電離產(chǎn)生的c(H)__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硝酸工業(yè)尾氣中的氮氧化合物NOx(NO、NO2N2O4)常用的處理方法有以下兩種:

①堿液(Na2CO3NaOH溶液)吸收法。用Na2CO3溶液吸收反應(yīng)原理如下:

NO + NO2 + Na2CO3 == 2NaNO2 + CO22NO2 + Na2CO3 == NaNO2 + NaNO3 + CO2

②氨的催化氧化法,反應(yīng)原理是:NOx + NH3N2 + H2O

現(xiàn)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.016 L氮氧化合物NOx 通入50 mL 1.0 mol·L-1Na2CO3溶液,恰好反應(yīng)完全,且測(cè)得反應(yīng)后溶液中n(NO2-)n(NO3-) = 41,下列說法正確的是

A. 混合氣體中V(N2O4) = 0.336 L

B. 混合氣體中n(NO)n(NO2) = 15

C. NOx能夠完全被Na2CO3溶液吸收,則x ≤ 1.5

D. 如采用氨的催化氧化法處理,理論消耗n(NH3) = mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某些過渡元素的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用;卮鹣铝袉栴}:

1)現(xiàn)有銅鋅元素的4種微粒,①鋅:[Ar]3d104s2;②鋅:[Ar]3d104s1;③銅:[Ar]3d104s1;④銅:[Ar]3d10。失去一個(gè)電子需要的最低能量由大到小的順序是___(填字母)。

A ④②①③ B ④②③① C ①②④③ D ①④③②

2)砷化鎘(Cd3As2)是一種驗(yàn)證三維量子霍爾效應(yīng)的材料。

①砷與鹵素可形成多種鹵化物,AsBr3、AsCl3、AsF3的熔點(diǎn)由低到高的順序?yàn)?/span>__。砷酸的酸性弱于硒酸,從分子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因____

Cd2NH3形成配離子[CdNH34]2中,配體的空間構(gòu)型為__,畫出配離子的結(jié)構(gòu)式__(不考慮立體構(gòu)型)。

3)鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)位于同一副族相鄰周期,且原子序數(shù)依次增大。

①基態(tài)鉻原子、鉬原子的核外電子排布特點(diǎn)相同,則基態(tài)鉬原子的價(jià)層電子排布圖為___。

②鉻的晶胞結(jié)構(gòu)如圖A所示,它的堆積模型為____,在該晶胞中鉻原子的配位數(shù)為_____。

③鎢和碳能形成耐高溫、耐磨材料碳化鎢,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖B所示,則碳化鎢的化學(xué)式為___,六棱柱的底邊長(zhǎng)為a cm,高為b cm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則碳化鎢晶體的密度是___g·cm3(列出計(jì)算表達(dá)式)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知Ka(CH3COOH)=1.7×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5。常溫下,用0.01mol·L-1氨水滴定20mL濃度均為0.01mol·L-1HClCH3COOH混合溶液,相對(duì)導(dǎo)電能力隨加入氨水體積變化曲線如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )

A.a點(diǎn)的混合溶液中c(CH3COO-)約為1.7×10-5mol·L-1

B.b點(diǎn)的混合溶液中:c(CH3COOH)c(NH4+)

C.c點(diǎn)的混合溶液中:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

D.混合溶液pH=7時(shí),加入氨水體積大于40mL

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