【題目】碳、氮及其化合物在化工生產和國防工業(yè)中具有廣泛應用。請回答:
(1)科學家研究利用某種催化劑,成功實現將空氣中的碳氧化合物和氮氧化合物轉化為無毒的大氣循環(huán)物質。已知:
①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol1
②NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol1
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol1
則反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=__kJ·mol1,有利于提高CO平衡轉化率的條件是__(填標號)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
某溫度下,在體積為2L的容器中加入2molNO、2molCO,達到平衡時CO的轉化率是50%,其平衡常數為__。
(2)在密閉容器中充入10molCO和8molNO,發(fā)生反應,如下圖為平衡時NO的體積分數與溫度,壓強的關系。
①由圖判斷,溫度T1__T2(填“低于”或“高于”),理由是__?升高溫度時,下列關于該反應的平衡常數(K)和速率(v)的敘述正確的是__填標號)。
A.K、V均增加 B.K增加,v減小
C.K減小,V增加 D.K、V均減小
②壓強為20MPa、溫度為T2下,若反應進行到10min達到平衡狀態(tài),容器的體積為2L,則此時CO的轉化率=__,用CO2的濃度變化表示的平均反應速率v(CO2)=__,該溫度下,如圖所示A、B、C對應的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)從大到小的順序為__。
③若在D點對反應容器降溫的同時縮小體積至體系壓強增大,重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點中的__點。
(3)用活化后的V2O5作催化劑,氨氣將NO還原成N2的一種反應歷程如圖所示。
測得該反應的平衡常數與溫度的關系為1gK=5.08+217.5/T,該反應是__反應(填“吸熱”或“放熱”)。該反應的含氮氣體濃度隨溫度變化如圖所示,則將NO轉化為N2的最佳溫度為__;當溫度達到700K時,發(fā)生副反應的化學方程式__。
【答案】-762 B 1 低于 )該反應為放熱反應,其他條件相同時,升高溫度有利于反應向逆反應方向移動,圖中T2對應的NO的體積分數更高,所以對應的溫度也更高 C 10% 0.05mol·(L·min)1 pC(CO2)>pB(CO2)>pA(CO2) G 放熱 600K 4NH3+5O24NO+6H2O
【解析】
(1)由①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol1
②NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol1
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol1
結合蓋斯定律可知,②×2+③①得到反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g);有利于提高CO平衡轉化率的條件根據反應是放熱還是吸熱、該反應氣體體積縮小的角度進行分析;用“三段式”法分析反應后各物質的濃度,化學反應平衡常數K=;
(2)①該反應是放熱反應,溫度越高,平衡逆向移動,NO的體積分數越大;升高溫度時,反應向吸熱方向進行;
②用“三段式”法分析反應后各物質的濃度,計算CO的轉化率和用CO2的濃度變化表示的平均反應速率;該反應是氣體體積減小的反應,壓強越大,平衡正向移動,p(CO2)越大;
③D點對反應容器降溫的同時縮小體積至體系壓強增大,平衡正向移動,NO的體積分數減;
(3)1gK=5.08+217.5/T,可知溫度越高,K越小;由圖可知600K最適合將NO轉化為N2,當溫度達到700K時NO較多。
(1)由①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol1
②NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol1
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol1
結合蓋斯定律可知,②×2+③①得到反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),其ΔH=(235kJ/mol)×2+(112kJ/mol)(+180kJ/mol)=762kJ/mol,則該反應是放熱反應、氣體體積縮小,有利于提高CO平衡轉化率的條件是低溫高壓;某溫度下,在體積為2L的容器中加入2molNO、2molCO,達到平衡時CO的轉化率是50%,列“三段式”得:
化學反應平衡常數K===1;
(2)①該反應為放熱反應,其他條件相同時,升高溫度有利于反應向逆反應方向移動,圖中T2對應的NO的體積分數更高,所以對應的溫度也更高,則溫度T1低于T2;升高溫度時,反應向吸熱方向進行,化學平衡常數減小,化學反應速率增加;
②壓強為20MPa、溫度為T2下,若反應進行到10min達到平衡狀態(tài),NO體積分數為40%,容器的體積為2L,設平衡時c(N2)=xmol/L,用“三段式”法分析得:
=40%,解得x=0.25,CO的轉化率為=10%,v(CO2)= =0.05mol·(L·min)1;該反應是氣體體積減小的反應,壓強越大,平衡正向移動,p(CO2)越大,A、B、C對應的壓強依次增大,則A、B、C對應的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)從大到小的順序為pC(CO2)>pB(CO2)>pA(CO2);
③D點對反應容器降溫,平衡正向移動,縮小體積至體系壓強增大,平衡正向移動,NO的體積分數減小,重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點中的G點。
(3)lgK=5.08+217.5/T,可知溫度越高,K越小,則正反應為放熱反應;由圖可知,將NO轉化為N2的最佳溫度為600K,當溫度達到700K時,發(fā)生副反應的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氨是最重要的氮肥,是產量最大的化工產品之一。其合成原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。在密閉容器中,使2molN2和6molH2混合發(fā)生上述反應:
(1)當反應達到平衡時,N2和H2的濃度比是____;N2和H2的轉化率比是____。
(2)升高平衡體系的溫度(保持體積不變),混合氣體的平均相對分子質量___________,密度______。(填“變大”“變小”或“不變”)。
(3)若容器恒容、絕熱,加熱使容器內溫度迅速升至原來的2倍,平衡將_____(填“向左移動”“向右移動”或“不移動”)。達到新平衡后,容器內溫度_____(填“大于”“小于”或“等于”)原來的2倍。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】膳食纖維具有突出的保健功能,近年來受到人們的普遍關注,被世界衛(wèi)生組織稱為人體的“第七營養(yǎng)素”。木質素是一種非糖類膳食纖維,其單體之一是芥子醇,結構簡式如圖所示。下列有關芥子醇的說法正確的是( )
A.芥子醇的分子式是C11H12O4
B.芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面
C.芥子醇能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應
D.1 mol芥子醇與足量溴水發(fā)生加成或取代反應時共消耗3 mol Br2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在加入鋁粉能放出氫氣的無色溶液中,分別加入下列各組離子,可能大量共存的是
A.Ca2+、、、Na+B.Na+、Mg2+、
C.、Cu2+、K+、ClˉD.、K+、Ba2+、OHˉ
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【題目】以NA代表阿伏加德羅常數,且已知C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300 kJ/mol,則下列說法中正確的是( )
A.當有20NA個電子轉移時,熱化學方程式為2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2600 kJ/mol
B.當有4NA個碳氧共用電子對生成時,放出1300 kJ的能量
C.若生成NA個水蒸氣分子的焓變?yōu)?/span>ΔH',則ΔH'<ΔH
D.題給反應為吸熱反應
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【題目】鐵和銅都是日常生活中常見的金屬,有著廣泛的用途。請回答下列問題:
(1)配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài),熔點為-20.5℃,沸點為103℃,易溶于非極性溶劑,據此可判斷Fe(CO)x晶體屬于__________(填晶體類型);Fe(CO)x的中心原子價電子數與配體提供電子數之和為18,則x=_____________;的核外電子排布式為_____________________。
(2)溶液可用于檢驗_________(填離子符號);中碳原子雜化軌道類型為_____;1mol含有的π鍵數目為_______(用N表示);C、N、O第一電離能由大到小的順序為_________(用元素符號表示)。
(3)某M原子的外圍電子排布式為,銅與M形成的某化合物的晶胞結構如下圖所示(黑點代表銅原子)。
①該晶體的化學式為__________________。
②已知銅和M的電負性分別為1.9和3.0,則銅與M形成的化合物屬于___________(填“離子”或“共價”)化合物。
③已知該晶體的密度為,阿伏加德羅常數為,則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為____________________pm(只需寫出計算式)。
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【題目】斑蝥素具有良好的抗腫瘤活性。下列是斑蝥素的一種合成路線:
已知:ⅰ.其它條件不變,通常反應物濃度越大速率越快,多步反應時速率由最慢反應決定;
ⅱ.狄爾斯阿爾德反應:
(1)有機化合物A的分子式為__。
(2)A轉化為B時,路線Ⅰ和路線Ⅱ均在水溶液中進行。實驗發(fā)現:路線Ⅰ比路線Ⅱ所需時間短,試解釋原因__。
(3)寫出B→C的化學方程式__。
(4)D與乙二醇發(fā)生縮聚反應的化學方程式為__。
(5)①X的結構簡式是__。
②下表研究了__對合成F的影響,合成F的較優(yōu)條件為__(填編號)。
編號 | 離子液體X | 反應溫度/℃ | 反應時間/h | E含量/% | F含量/% | |
1 | [BPy]BF4 | 45 | 20 | 90 | 9 | |
2 | [HMIM]PF6 | 35 | 20 | 5 | 93 | |
3 | [BMIM]BF4 | 25 | 30 | 0 | 90 | |
4 | [HMIM]BF4 | 35 | 20 | 38 | 57 | |
5 | [BMIM]BF4 | 25 | 20 | 0 | 86 |
(6)請寫出以為原料制備的合成路線流程圖__(無機試劑任選,合成路線流程圖示見本題題干)。
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【題目】(1)除去NaCO3粉末中混入的NaHCO3雜質用__________方法,化學方程式為____。
(2)除去氧化銅粉末中混入的氧化鋁粉末通常用________試劑,離子方程式為________。
(3)通常用________試劑除去CO2中的HCl氣體,離子方程式為________。
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【題目】工業(yè)煙氣中去除氮氧化物的過程稱為“脫硝”,某脫硝反應的平衡常數表達式為:K=,已知該反應的正反應為放熱反應。
(1)欲使該反應的K值增大,可采取的措施是___。
(2)400℃,在某恒容密閉容器中發(fā)生上述反應。測得部分物質濃度與時間的關系如圖1所示。___分鐘后,該反應的正逆反應速率相等;前4min內用O2表示的平均反應速率v(O2)=___。
(3)保持其他條件不變,探究的比值對NO轉化率的影響,結果如圖2所示,當<1時,NO轉化率隨著該比值的上升而上升,原因是___(用平衡移動原理解釋);當>1后,由于氨氣發(fā)生副反應導致煙氣中NO濃度增大,使得轉化率下降,這個副反應可以是___(用化學方程式表示)。
(4)煙氣脫硝的另一途徑是電解NO:8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3。為得到純凈的NH4NO3,向上述所得溶液中通入適量NH3,濃度增大的離子有___;所得溶液稀釋后可給莊稼施肥,稀釋時將___(選填“增大”、“不變”或“減小”),理由是___。
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