【題目】氮的氧化物是嚴(yán)重的大氣污染物,可以通過以下方法處理:
Ⅰ.催化還原法:如在汽車排氣管上安裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器,發(fā)生如下反應(yīng): 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
(1)已知N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ/mol
化學(xué)鍵 | O=O | C=O | C≡O(shè) |
鍵能(kJ/mol) | 497 | 803 | 1072 |
則反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=_____kJ/mol。
(2)在一定溫度下,向體積為1L的密閉容器中充入2molNO、1molCO,10分鐘時(shí)反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)過程中反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化情況如圖所示:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù) K 的計(jì)算式為_____;前 10 分鐘內(nèi)用氮?dú)獗硎镜姆磻?yīng)速率為_____。
②若保持溫度不變,15 分鐘時(shí)再向該容器中充入1.6molNO、0.4molCO2,則此時(shí)反應(yīng)的ν正______ν逆(填“>”、“=”或“<”)。
③若保持其他條件不變,15min 時(shí)壓縮容器的體積至 0.5L,20 分鐘時(shí)反應(yīng)重新達(dá)到平衡,NO 的濃度對(duì)應(yīng)的點(diǎn)應(yīng)是圖中的_____(填字母)。
④某科研小組研究發(fā)現(xiàn)以 Ag-ZSM-5 為催化劑,NO 轉(zhuǎn)化為 N2 的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用 CO,溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因是__________________
Ⅱ.利用電化學(xué)原理,將 NO2、O2和熔融 KNO3制成燃料電池,其原理如圖,該電池在工作過程中NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y,Y是一種氧化物,可循環(huán)使用,石墨Ⅰ附近發(fā)生的反應(yīng)電極反應(yīng)式為_____相同條件下,消耗的 O2和 NO2的體積比為_____
【答案】-751 0.02mol/(Lmin) = B NO的分解反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度有利于反應(yīng)逆向進(jìn)行 NO2-e-+NO3-═N2O5 1:4
【解析】
(1)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能;①N2(g)+O2(g)2NO(g);②2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g);①+②得:③2CO(g)+O2(g)2CO2(g),依據(jù)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能計(jì)算該反應(yīng)的焓變;依據(jù)蓋斯定律②=③-①計(jì)算2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H;
(2)①依據(jù)方程式2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),結(jié)合圖象,列三段,表示出平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度,依據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式解答;v(N2)=計(jì)算10min內(nèi)N2平均反應(yīng)速率;
②若保持溫度不變,15min時(shí)再向該容器中充入NO1.6mol、CO20.4mol,計(jì)算此時(shí),反應(yīng)的濃度商與K比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向;
③若保持其條件不變,15min時(shí)壓縮容器至0.5L時(shí),加壓平衡逆向移動(dòng);
④依據(jù)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H<0,可知反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng);
(3)該燃料電池中,負(fù)極上通入NO2,正極上通入O2,根據(jù)電解質(zhì)知,負(fù)極電極反應(yīng)式為NO2-e-+NO3-═N2O5,正極電極反應(yīng)式為O2+2N2O5+4e-═4NO3-,據(jù)此分析解答。
(1)反應(yīng)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,則③2CO(g)+O2(g)2CO2(g),△H3=497+2×1072-803×4=-571kJ/mol;依據(jù)蓋斯定律:③2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H3=-571kJ/mol;①N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180kJ/mol;則③-①得:②2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),則其焓變值△H2=△H3-△H1=-571-180=-751kJ/mol;
(2)①在一定溫度下,向體積1L的密閉容器中充入2molNO,10min時(shí)反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)達(dá)到平衡狀態(tài),由圖象1可知,平衡時(shí)CO物質(zhì)的量度為0.6mol/L,則:
該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K==;10min內(nèi)N2平均反應(yīng)速率v(N2)== =0.02mol/(Lmil);
②若保持溫度不變,15min時(shí)再向該容器中充入NO1.6mol、CO20.4mol,則:此時(shí):C(NO)=3.2mol/L;C(CO)=0.6mol/L;C(CO2)=0.8mol/L;C(N2)=0.2mol/L;反應(yīng)的濃度商為:==,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,則V正=V逆;
③若保持其條件不變,15min時(shí)壓縮容器至0.5L時(shí)反應(yīng)重新達(dá)到平衡,加壓平衡逆向移動(dòng),一氧化氮濃度增加,依據(jù)可逆反應(yīng)特點(diǎn),利用極值可知當(dāng)CO全部反應(yīng),則平衡后一氧化氮濃度為3mol/L,所以一氧化氮濃度應(yīng)介于2mol/L和mol/L之間,故答案為B;
④依據(jù)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H<0,可知反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),有利于反應(yīng)逆向進(jìn)行;
(3)該燃料電池中,負(fù)極上通入NO2,石墨Ⅰ為負(fù)極,電極反應(yīng)式為NO2-e-+NO3-═N2O5,正極上通入O2,石墨Ⅱ?yàn)檎龢O,電極反應(yīng)式為O2+2N2O5+4e-═4NO3-,所以NO3-向負(fù)極移動(dòng),即NO3-向石墨Ⅰ;依據(jù)O2+2N2O5+4e-═4NO3-,可知1mol氧氣得到4mol電子,依據(jù)NO2-e-+NO3-═N2O5,1mol二氧化氮失去1mol電子,要使得失電子守恒:則消耗的O2和 NO2的體積比為1:4。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下,0.2mol/L的一元堿BOH與等濃度的鹽酸等體積混合后,所得溶液中部分微粒的組分及濃度如圖所示,下列對(duì)混合溶液的分析正確的是
A.溶液顯酸性
B.升溫,c(X)增大,c(Y)減小
C.c(B+) + c(Y) = c(Cl-)
D.稀釋溶液,c(X)增大,c(Z)增大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一般硫粉含有S(單斜)和S(正交)兩種同素異形體。已知常溫下:
S(S,單斜)+O2(g)SO2(g)+297.16 kJ;
S(S,正交)+O2(g)SO2(g)+296.83 kJ
下列說(shuō)法正確的是
A.S(g)+O2(g)SO2(g)+Q3 Q3>297.16 kJ
B.單斜硫和正交硫互為同分異構(gòu)體
C.常溫下單斜硫比正交硫穩(wěn)定
D.單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
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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.的一溴代物和 的一溴代物都有4種(不考慮立體異構(gòu))
B.CH3CH=CHCH3 分子中的四個(gè)碳原子在同一直線上
C.按系統(tǒng)命名法,化合物 的名稱是:2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
D.C6H14的同分異構(gòu)體有4種
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某;瘜W(xué)小組學(xué)生利用如圖裝置進(jìn)行“氨的催化氧化及檢驗(yàn)產(chǎn)物”實(shí)驗(yàn)(圖中夾持裝置已略去)。下列推斷合理的是( )
A.C不需要持續(xù)加熱
B.D的作用是干燥氣體
C.B是無(wú)用裝置
D.僅用該套裝置和藥品無(wú)法達(dá)到檢驗(yàn)產(chǎn)物的目的
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】煙道氣中的 NO 是主要的大氣污染物之一,為了監(jiān)測(cè)其含量,選用如下檢測(cè)方法:將vL氣樣通入適量酸化的 H2O2 溶液中,恰好使 NO 完全被氧化成NO3-,加水稀釋至 100.00mL。量取20.00mL該溶液,加入v1mLc1mol·L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量),充分反應(yīng)后,用c2 mol·L-1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+,終點(diǎn)時(shí)消耗 v2mL;卮鹣铝袉栴}:
(1)NO被H2O2氧化為NO3-的離子方程式為:_____。
(2)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng):
3Fe2++NO3-+4H+=NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
則氣樣中NO的物質(zhì)的量為_______mol。
(3)下列操作會(huì)使 NO 測(cè)定結(jié)果偏高的是_____
A.滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
B.錐形瓶洗凈后還存留少量的水
C.滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后俯視讀數(shù)
D.FeSO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某;瘜W(xué)小組學(xué)生利用如圖裝置進(jìn)行“氨的催化氧化及檢驗(yàn)產(chǎn)物”實(shí)驗(yàn)(圖中夾持裝置已略去)。下列推斷合理的是( )
A.C不需要持續(xù)加熱
B.D的作用是干燥氣體
C.B是無(wú)用裝置
D.僅用該套裝置和藥品無(wú)法達(dá)到檢驗(yàn)產(chǎn)物的目的
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】銦產(chǎn)業(yè)被稱為“信息時(shí)代的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”。元素周期表中銦的數(shù)據(jù)見圖,下列說(shuō)法完全正確的是
A.銦元素的質(zhì)量數(shù)是114.8
B.銦元素的相對(duì)原子質(zhì)量是115,中子數(shù)為66
C.銦元素是一種主族元素,位于第五周期第ⅢA族
D.銦原子最外層有3個(gè)能量相同的電子
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】飽和二氧化硫水溶液中存在下列平衡體系:SO2+H2OH++HSO3﹣ HSO3﹣H++SO32﹣,若向此溶液中( 。
A.加水,SO32﹣濃度增大
B.通入少量Cl2氣體,溶液pH增大
C.加少量CaSO3粉末,HSO3﹣濃度基本不變
D.通入少量HCl氣體,溶液中HSO3﹣濃度減小
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