【題目】目前汽車尾氣中的NO處理有以下幾種方法:

(1)在汽車排氣管上安裝催化轉化器。NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉換器中發(fā)生反應:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H 。

①已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221kJ·mol-1

則△H=______。

②一個興趣小組對某汽車冷啟動時的尾氣催化處理過程中CO、NO百分含量隨時間變化如圖1所示,前0﹣10s 階段,CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是_____________________。同時該小組在固定容積為2L的密閉容器中通入NO和CO各2mol進行反應,n(CO2)隨溫度(T)、壓強(P)和時間(t)的變化曲線如圖2所示,圖中的曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應反應從開始到平衡時用CO2表示的平均反應速率分別為v(Ⅰ)、v(Ⅱ)、v(Ⅲ),則三者大小關系為______________

圖1 圖2

(2)活性炭也可用于處理汽車尾氣中的NO。在1L恒容密閉容器中加入0.1000molNO和2.030mol固體活性炭,生成A、B兩種氣體,在不同溫度下測得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強如下表:

活性炭/mol

NO/mol

A/mol

B/mol

P/MPa

200℃

2.000

0.0400

0.0300

0.0300

3.93

X

2.005

0.0500

0.0250

0.250

4.56

根據(jù)上表數(shù)據(jù),寫出容器中發(fā)生反應的化學方程式____,并判斷X_____200℃(用“>”、“<“或“=”填空),計算反應體系在200℃時的平衡常數(shù)Kp =_____(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×體積分數(shù))。

(3)用間接電化學法除去NO的過程,如圖所示。已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間,B極為_________(填“陽極”或“陰極”);寫出A極的電極反應式:____________。

【答案】 -746.5kJ·mol-1 尚未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應的溫度) v(Ⅰ)>v(Ⅲ)>v(Ⅱ) C+2NON2+CO2 0.5625 陽極 2HSO3-+2e+2H==S2O42-+2H2O

【解析】分析:(1)①根據(jù)蓋斯定律解答;②根據(jù)曲線的拐點時間來確定化學反應速率的大;
(2)根據(jù)溫度對化學平衡的影響知識來回答判斷,根據(jù)三段式來進行計算,據(jù)化學平衡移動的影響因素來確定轉化率的變化;(3)由HSO3-S2O42-,硫元素的化合價降低分析。
詳解:(1) 2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H,

N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221kJ·mol-1,

則根據(jù)蓋斯定律可知②×2-①-③即得到反應2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的反應熱△H=2△H2-△H1-△H3=(-393.5kJ·mol-1×2-180.5kJ·mol-1

-(-221kJ·mol-1)=-746.5kJ·mol-1 。
②從圖1看出CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是尚未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應的溫度)。

根據(jù)圖象中,達平衡用到的時間,可以知道反應速率是:υ(Ⅰ)>υ(Ⅲ)>υ(Ⅱ),故答案為:υ(Ⅰ)>υ(Ⅲ)>υ(Ⅱ);
(2)由題設信息及表中數(shù)據(jù)可知C、NO、A、B反應的化學計量比為0.03:0.06:0.03:0.03=1:2:1:1,且C被氧化,結合原子守恒可推出生成物為N2CO2,則反應方程式為: C+2NON2+CO2;

反應前后氣體的物質(zhì)的量不變,溫度升高壓強增大;

Kp== =0.5625,

故答案為:C+2NON2+CO2;>;0.5625;

(3)由HSO3-S2O42-,硫元素的化合價降低,可知該電極反應得電子,在電解池的陰極附近發(fā)生,B極為陽極,A極為陰極,電解池的陰極室中溶液的pH4~7之間,為酸性環(huán)境,因此陰極附近電極反應式為2 HSO3-+2e-+2H+= S2O42-+2H2O ;因此,本題答案為陽極 ;2HSO3-+2e+2H==S2O42-+2H2O。

練習冊系列答案
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【題目】圖為幾種化合物的元素組成示意圖,以下說法錯誤的是

A. 若①為某種具有催化作用的化合物,則其水解產(chǎn)物為氨基酸

B. 若②為脂肪,則其大量積累于皮下和內(nèi)臟器官周圍

C. 若③為藍藻的遺傳物質(zhì),則其和蛋白質(zhì)組成染色體

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(2)燃料電池將能量轉化效率比直接燃燒效率高,如圖為某種燃料電池的工作原理示意圖,a、b均為惰性電極。

①使用時,空氣從____口通入(填“A”或“B”);

②假設使用的“燃料”是甲醇,a極的電極反應式為:____。

(3)鋼鐵的腐蝕現(xiàn)象非常普遍,電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因,某同學按下圖進行鋼鐵腐蝕的模擬,則正極的電極反應式為:____,當導線中有3.01×1023個電子流過,被腐蝕的鐵元素為____g。[ 提示:電化學的總反應式為2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2]

(4)海水化學資源的開發(fā)利用具有重要的意義和作用,下圖是海帶中提取碘的示意圖:

①中操作的名稱是____;反應②的離子方程式是____,下述物質(zhì)中不可做試劑③的是____。

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【題目】向20mL某物質(zhì)的量濃度的AlCl3溶液中逐滴滴加2mol/L NaOH溶液直至過量。經(jīng)測定,加入的NaOH溶液的體積(mL)和所得沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關系如下圖所示。則:

(1)寫出代表各線段發(fā)生反應的離子方程式:OA段____________,AB段___________,圖中線段OP∶PB=___________

(2)計算原AlCl3溶液的物質(zhì)的量濃度為_________。

(3)圖中A對應的橫坐標為______mL。

(4)當加入12mL NaOH溶液時,產(chǎn)生沉淀量為______mol。

(5)當加入的NaOH溶液過量時,使最初生成的沉淀部分溶解,要得到與(4)中相同的沉淀量,加入NaOH溶液的體積為_________。

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【題目】TiC14是制備鈦及其化合物的重要中間體,某小組同學利用下列裝置在實驗室制備TiCl4,設計實驗如下(夾持裝置略去):

已知:

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②TiC14的制備需無水無氧且加熱。

化合物

熔點/℃

沸點/℃

密度/gcm-3

水溶性

TiCl4

-25

136.4

1.5

易水解生成難溶于水的物質(zhì),能溶于有機溶劑

CCl4

-23

76.8

1.6

難溶于水,與TiCl4互溶

請回答下列問題:

(1)裝置D中除生成TiCl4外,同時生成一種氣態(tài)不成鹽氧化物,該反應的化學方程式為__________________

(2)按照氣流由左到右的方向,上述裝置合理的連接順序為a→____→____→f→g→___→____→_____→_____→_____(填儀器接口字母)。

(3)根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗,實驗步驟如下:檢查裝置氣密性后,裝入藥品;_____________(按正確的順序填入下列操作的序號)。

①加熱裝置D中陶瓷管 ②打開分液漏斗活塞

③停止加熱,充分冷卻 ④關閉分液漏斗活塞

實驗時,當觀察到____________________________時,開始進行步驟①。

(4)設計實驗證明裝置E中收集到的液體中含有TiCl4___________。

(5)裝置F中發(fā)生反應的化學方程式為____________________

(6)制得的TiC14產(chǎn)品中常含有少量CC14,從產(chǎn)品中分離出TiC14的操作名稱為_____________________________。

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【題目】將一定質(zhì)量的MgZn、Al混合物與足量稀H2SO4反應,生成H22.8L(標準狀況),原混合物質(zhì)量可能是( )

A. 2g B. 4g C. 10g D. 12g

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