【題目】今年,霧霾陰影籠罩全國。二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成成分,綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容。
(1)汽車尾氣中的 NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑的條件下可凈化。發(fā)生的反應(yīng)如下:2NO(g)+2CO(g)2CO2 (g)+N2 (g)
①已知:N2(g)+O2 (g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ/mol。部分化學鍵的鍵能如下(鍵能指氣態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最小能量)
則反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=__________ kJ/mol
②若上述反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進行,并在t1時刻達到平衡狀態(tài),則下列示意圖不符合題意的是__________(填選項序號)。(圖中 ω、M、v 正 分別表示質(zhì)量分數(shù)、混合氣體平均相對分子質(zhì)量、正反應(yīng)速率)
(2)尾氣中的SO2可先催化氧化生成SO3,再合成硫酸。已知:2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) ΔH=-196.0 kJ/mol。
①在一定溫度的密閉容器中,SO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示:
則A點的v逆(SO2 )__________(填―大于‖、―小于‖或―等于‖)B 點的 v正(SO2)。
②在某溫度時,向10L的密閉容器中加入4.0 molSO2和10.0 molO2,反應(yīng)達到平衡,改變下列條件,再次達到平衡時,能使O2的新平衡濃度和原來平衡濃度相同的是______(填選項序號)。
A.在其他條件不變時,減小容器的容積
B.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,再充入2.0 mol SO2和5.0 mol O2
C.保持溫度和容器體積不變,再充入SO2和SO3,使之濃度擴大為原來的兩倍
(3)利用電化學原理,將NO2、O2和熔融KNO3 制成燃料電池,其原理如下圖所示。
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Ⅱ是電池的____極,石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________。相同條件下,消耗的O2和NO2的體積比為_____。
(4)尾氣中氮氧化物(NO和NO2 )也可用尿素[CO(NH2)2 ]溶液除去,反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體。1 mol 尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物(假設(shè) NO、NO2體積比為 1∶1)的質(zhì)量為___________g。
【答案】(1) ①-751.0; ②BC;
(2) ①小于;②BC ;
(3) ① 正; ②NO2+ NO3- - e - = N2O5; ③1︰4;(4) 76;
【解析】
試題分析:(1)①化學反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。根據(jù)題中給出的部分化學鍵的鍵能可得:2CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=(2×1072+497)-4×803=-571 kJ/mol,又已知 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律可知:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-571.0kJ/mol– (+180.0kJ/mol)= -751.0kJ/mol;
②根據(jù)①的結(jié)論,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在絕熱、恒容的密閉體系中,隨著反應(yīng)的進行,反應(yīng)物不斷消耗,NO 的濃度逐漸減小,平衡時NO的質(zhì)量分數(shù)保持不變,A 圖正確;該反應(yīng)的正反應(yīng)氣體分子數(shù)減小,隨著反應(yīng)的進行,氣體總的物質(zhì)的量減小,根據(jù) M=m/n 可知混合氣體的平均摩爾質(zhì)量(M)逐漸增大,平衡后 M 不再變化,B 圖錯;隨著反應(yīng)的進行,從溫度來看,溫度不斷升高,反應(yīng)速率加快,從反應(yīng)物的濃度來看,反應(yīng)物不斷消耗,反應(yīng)速率減小,C 圖中在 t1 時刻,正反應(yīng)速率達到最大值,說明 t1 時刻之前反應(yīng)速率主要受溫度影響,t1 時刻之后隨著反應(yīng)物濃度的減小,正反應(yīng)速率逐漸減小,直至達到平衡,所以 t1 時刻不是化學平衡時刻,C 圖錯。故選項 B、C 符合題意。
(2)①在一定溫度的密閉容器中,SO2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化而增大,由圖像可知,A 點過后,SO2的轉(zhuǎn)化率任然增大,說明平衡正向移動,則A點時v逆(SO2)小于v正(SO2),B點時可逆反應(yīng)達到平衡,則 B 點時v逆(SO2)等于B點的v正(SO2),而B點時v逆(SO2)大于A點時v逆(SO2)(平衡正向移動,逆反應(yīng)速率逐漸增大),故A點的 v逆(SO2)小于B點的v正(SO2)。
②A.在其他條件不變時,減小容器的容積,氧氣的濃度增大,雖然平衡正向移動,但是達到新的平衡,氧氣的濃度仍比原來的濃度大,A 項不選;B.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,再充入 2.0 mol SO 2 和 5.0 mol O 2 與原平衡屬于等效平衡狀態(tài),濃度不變,B 項正確;C.保持溫度和容器體積不變,再充入 SO2 和 SO3 ,使之濃度擴大為原來的兩倍,根據(jù)Q=[2c(SO3)]2÷{[2c(SO2)]2×c(O2 )}= [c(SO3 )]2÷{[c(SO2)]2×c(O2)}=K,平移不移動,氧氣的濃度不變,C 項正確;故選項 B、C 符合題意。
(3)利用電化學原理,將 NO2、O2和熔融 KNO 3 制成燃料電池,其總反應(yīng)方程式為:4NO2 +O2=2N2O5,根據(jù)原理示意圖可知,石墨Ⅱ(通入O2的電極)為正極;硝化劑 Y(Y 是一種氧化物)為 N2O5,熔融電解質(zhì)中的NO3 - 向負極(石墨Ⅰ)移動,故 NO2、NO3-在負極反應(yīng)生成N2O5 ,其電極反應(yīng)方程式為NO2+ NO3-- e- = N2O5。
(4)由題目信息可知,NO、NO2與尿素[CO(NH2)2]反應(yīng)生成 CO2、N2和 H2O,其反應(yīng)方程式為 NO+NO2+CO(NH2)2 = CO2↑+2N2↑+2H2O,所以:
(NO+NO2) ~ CO(NH2)2
(30+46)g 1mol
故1mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物(假設(shè) NO、NO2體積比為 1∶1)的質(zhì)量為76g。
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【題目】近年來各國都在尋找對環(huán)境無害而作用快速的消毒劑,其中二氧化氯(ClO2)是目前國際上倍受矚目的第四代高效、無毒的消毒劑。工業(yè)上用潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃時反應(yīng)制得。某興趣小組的學生設(shè)計了如下模擬裝置來制取、收集ClO2并測定其質(zhì)量。
查閱資料:ClO2是一種黃紅色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59℃,沸點為11.0℃,溫度過高可能引起爆炸,易溶于水,易與堿液反應(yīng)。
實驗Ⅰ:制取并收集ClO2,如圖1裝置所示。
(1)裝置A中反應(yīng)產(chǎn)物有K2CO3、ClO2和CO2等,請寫出該反應(yīng)的化學方程式__________。
(2)裝置A必須添加溫度控制裝置,其溫度要保持在60~80℃之間,控制溫度的目的是__________。裝置B也必須添加溫度控制裝置,應(yīng)該是__________(填“冰水浴”或“沸水浴”或“60℃的熱水浴”)裝置。
實驗Ⅱ:測定ClO2質(zhì)量,如圖2裝置所示。過程如下:
在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;按照圖2組裝好儀器;在玻璃液封管中加入水,浸沒導管口;將生成的ClO2氣體由導管通入錐形瓶的溶液中充分吸收后,把玻璃液封管中的水封液倒入錐形瓶中,再向錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液:用cmol/L硫代硫酸鈉標準液滴定錐形瓶中的液體,共用去VmL硫代硫酸鈉溶液(己知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(3)裝置中玻璃液封管的作用是____________________。
(4)滴定終點的現(xiàn)象是____________________。
(5)測得通入ClO2的質(zhì)量m(ClO2)=__________g(用整理過的含c、V的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某工廠的電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物。為實現(xiàn)資源的回收利用并有效防止環(huán)境污染,設(shè)計如下工藝流程:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
開始沉淀的pH | 2.3 | 7.6 | 4.4 |
完全沉淀的pH | 3.2 | 9.7 | 6.4 |
(1)酸浸后加入H2O2的目的是 。調(diào)pH步驟中加入的試劑最好是 (填化學式)。實驗室進行過濾操作所用到的玻璃儀器有 、 、 。
(2)煮沸CuSO4溶液的原因是 。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3,可以生成白色的CuCl沉淀,寫出該反應(yīng)的化學方程式 。
(3)Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為 。
(4)稱取所制備的CuCl樣品0.250 0 g置于一定量的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加水20 mL,用0.100 0 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定,到達終點時消耗Ce(SO4)2溶液25.00 mL。有關(guān)的化學反應(yīng)為Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-,Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+。計算該CuCl樣品的質(zhì)量分數(shù) 。
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【題目】已知乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為。試回答:
(1)乳酸分子中含有________和_________兩種官能團(寫名稱)。
(2)乳酸與金屬鈉反應(yīng)的化學方程式為______________________________________________。
(3)乳酸與Na2CO3溶液反應(yīng)的化學方程式為_________________________________________。
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【題目】最近研究用生物質(zhì)原料合成高分子材料PET的流程如下:
已知下列兩個反應(yīng):
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)①屬于 反應(yīng)。
(2)PET的中文名稱是 。
(3)有機物A、B的結(jié)構(gòu)簡式分別是 、 。
(4)寫出反應(yīng)②的化學方程式 。
(5)在有機物A的同分異構(gòu)體F溶液中滴加氯化鐵溶液顯紫色。F的苯環(huán)上有四個取代基且一氯代物有只有一種,0.1molF 跟足量的金屬鈉反應(yīng),生成0.15mol氫氣,F(xiàn)的核磁共振氫譜有4個吸收峰。試寫出滿足上述條件F的結(jié)構(gòu)簡式 (任寫一種)。
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【題目】【加試題】I.無機物A是一種固體,熔點178℃,30℃以下為淺黃色。經(jīng)測定A(相對分子質(zhì)量為184)含兩種元素,原子個數(shù)比為1:1。隔絕空氣迅速加熱A將發(fā)生爆炸,爆炸后殘留物B呈淡黃色。該淡黃色物質(zhì)在空氣中加熱會燃燒并產(chǎn)生刺激性氣味。在一定條件下,6.18g液體SCl2和2.72g氣體C恰好完全反應(yīng)生成A和單質(zhì)B及6.42g離子化合物D,D的水溶液的pH<7。已知氣體C在標準狀況下的密度為0.76g·L-1。
(1)A的化學式 ,C的電子式 。
(2)寫出SCl2和氣體C反應(yīng)的化學方程式 。
Ⅱ.霧霾已經(jīng)成為社會各界共同關(guān)注的熱門話題,其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
①該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行,該反應(yīng)的△H 0。(選填“>”、“<”)
②在某一絕熱、恒容的密閉容器中充入一定量的NO、CO發(fā)生上述反應(yīng),測得正反應(yīng)的速率隨時間變化的曲線如右圖所示(已知:t2-tl = t3-t2)。則下列說法不正確的是 。(填編號)
A.反應(yīng)在c點未達到平衡狀態(tài)
B.反應(yīng)速率a點小于b點
C.反應(yīng)物濃度a點大于b點
D.NO的轉(zhuǎn)化率:tl~t2>t2~t3
(2)煤的綜合利用有利于減少環(huán)境污染。合成氨工業(yè)原料氣的來源之一水煤氣法,在催化劑存在條件下有下列反應(yīng):
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1
H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) △H2
C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) △H3
①△H3和△H1、△H2的關(guān)系為△H3= 。
②在恒溫條件下,將l mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容積的反應(yīng)容器,達到平衡時有50%的CO轉(zhuǎn)化為CO2。在tl時保持溫度不變,再充入1 mol H2O(g),請在右圖中畫出tl時刻后H2的體積分數(shù)變化趨勢曲線。(t2時刻重新達到平衡)
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【題目】【化學——選修5:有機化學基礎(chǔ)】
有機物A(C11H12O5)同時滿足下列條件:①含苯環(huán)且不含甲基;②苯環(huán)上一氯取代物只有2種;③1 mol A與足量的NaHCO3反應(yīng)生成1 mol CO2;④遇FeCl3溶液不顯色。A有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系:
已知:
回答下列問題:
(1)A中有 種官能團,H的分子式為 。
(2)由C生成G的反應(yīng)類型是 。
(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為 ,K的結(jié)構(gòu)簡式為 。
(4)①寫出C→D反應(yīng)的化學方程式 ;
②寫出I→J反應(yīng)的離子方程式 。
(5)①C的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件:a.能發(fā)生銀鏡反應(yīng),b.能發(fā)生皂化反應(yīng);c.能與Na反應(yīng)產(chǎn)生H2氣,共有 種(不含立體異構(gòu))。其中核磁共振氫譜顯示為3組峰,且峰面積比為6﹕1﹕1的是 (寫結(jié)構(gòu)簡式)。
②C的所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是___________(填標號)。
A.元素分析儀 B.質(zhì)譜儀 C.紅外光譜儀 D.核磁共振儀
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【題目】【化學——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活息息相關(guān);卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)N原子中電子在2p軌道上的排布遵循的原則是________。前4周期元素中,基態(tài)原子核外電子排布成單電子數(shù)最多的元素的價層電子排布式為__________________。
(2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是__________________________
(3)N2F2分子中N原子的雜化方式是___________________,l mol N2F2含有______mol鍵。
(4)NF3的鍵角______NH3的鍵角(填“<”“>”或“=”),原因是__________________。
(5)NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。l mol NH4BF4_________mol配位鍵。
(6)安全氣囊的設(shè)計原理為6NaN3+FeIO3Na2O+2Fe+9N2↑
①等電子體的原理是:原子總數(shù)相同,價電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學鍵特征,具有許多相近的性質(zhì)。寫出兩種與N3-互為等電子體的分子或離子____________。
②Na2O的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,品胞邊長為566pm,晶胞中氧原子的配位數(shù)為_____,Na2O晶體的密度為_____g·cm-3(只要求列算式,不必計算出結(jié)果)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。某溫度下,將2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密閉容器中,反應(yīng)達到平衡后,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖甲所示。則下列說法正確的是( )
A. 由圖甲知,A點SO2的平衡濃度為0.4 mol·L-1
B. 由圖甲知,B點SO2、O2、SO3的平衡濃度之比為2∶1∶2
C. 達平衡后,縮小容器容積,則反應(yīng)速率變化圖象可以用圖乙表示
D. 壓強為0.50 MPa時,不同溫度下SO2轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如丙圖,則T2>T1
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