【題目】石嘴山市打造山水園林城市,因此研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。

(1)SO2的排放主要來自于煤的燃燒,工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣中的SO2。

已知吸收過程中相關反應的熱化學方程式如下:

SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq) ΔH1=a kJ/mol

NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2=b kJ/mol;

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=c kJ/mol。

則反應2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) =2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=______kJ/mol

(2)燃煤發(fā)電廠常利用反應2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH =681.8 kJ/mol對煤進行脫硫處理來減少SO2的排放。對于該反應,在溫度為TK時,借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質(zhì)的濃度如下:

時間/min

濃度/mol·L1

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.79

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.42

0.80

0.80

0.88

0.88

010 min內(nèi),平均反應速率v(SO2)=_____mol/(L·min)。

30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷,改變的條件可能是_____(填字母)。

A.通入一定量的O2 B.加入一定量的粉狀碳酸鈣

C.適當縮小容器的體積 D.加入合適的催化劑

(3)NOx的排放主要來自于汽車尾氣,有人利用反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=34.0 kJ/mol,用活性炭對NO進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,保持恒壓測得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示:

由圖可知,1050K前反應中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升髙而增大,其原因為_______;在1100K時,CO2的體積分數(shù)為______

(4)用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(記作Kp)。在1050K、1.1×106 Pa時,該反應的化學平衡常數(shù)Kp=____[已知:氣體分壓(P)=氣體總壓(P)×體積分數(shù)]。

(5)汽車尾氣還可利用反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=746.8 kJ/mol,實驗測得,v=k·c2(NO)·c2(CO)v=k·c(N2)·c2(CO2)k、k為速率常數(shù),只與溫度有關)。

①達到平衡后,僅升高溫度,k增大的倍數(shù)____(填“>”“<”或“=”)k增大的倍數(shù)。

②若在1L的密閉容器中充入1 molCO1 mol NO,在一定溫度下達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則kk=_____。

【答案】2a+2b+c 0.042 AC 1050K前反應未達到平衡狀態(tài),隨著溫度的升高,反應速率加快,NO轉(zhuǎn)化率增大 20% 4 <

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律,將三個已知的熱化學方程式疊加,可得待求反應的熱化學方程式;

(2)①先計算出010 min內(nèi)的v(CO2),然后根據(jù)化學反應速率與物質(zhì)關系計算v(SO2);

②根據(jù)影響物質(zhì)濃度及化學平衡的因素分析;

(3)反應在1050K時達到平衡,根據(jù)溫度對化學反應速率和化學平衡移動的影響分析解答;根據(jù)1100KNO的轉(zhuǎn)化率計算其體積含量;

(4)根據(jù)平衡常數(shù)的含義。利用氣體的物質(zhì)的量的比等于氣體產(chǎn)生的壓強比計算平衡常數(shù)Kp;

(5)①根據(jù)溫度升高,反應速率加快,化學平衡向吸熱反應方向移動分析速率常數(shù)的變化;

②根據(jù)反應達到平衡時,正反應、逆反應速率相等,結合物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率計算kk。

(1)已知①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq) ΔH1=akJ/mol;

NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2=bkJ/mol;

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=ckJ/mol

將①×2+×2+③,整理可得2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) =2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=(2a+2b+c)kJ/mol。

(2)①先計算出010 min內(nèi)的v(CO2)= mol/(L·min),根據(jù)化學方程式可知:v(SO2)=v(CO2)=0.042 mol/(L·min);

A.通入一定量的O2 ,可以使氧氣的濃度增大,化學平衡正向移動,使CO2的濃度也隨之增大,A正確;

B.加入一定量的粉狀碳酸鈣,由于該物質(zhì)是固體,濃度不變,因此對氧氣機二氧化碳的濃度無影響,B錯誤;

C.適當縮小容器的體積,單位體積內(nèi)O2、CO2的物質(zhì)的量增加,物質(zhì)的濃度也都增大,C正確;

D.加入合適的催化劑,對化學平衡無影響,因此不能改變O2、CO2的物質(zhì)的量濃度,D錯誤;

故合理選項是AC;

(3)反應在1050K時達到平衡,在1050K前反應未達到平衡,升高溫度,化學反應速率加快,更多的反應物反應轉(zhuǎn)化為生成物,物質(zhì)NO的轉(zhuǎn)化率提高;當溫度高于1050K時,由于該反應的正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向吸熱的逆反應方向移動,反應物NO的轉(zhuǎn)化率降低;根據(jù)圖像可知:在1100KNO的轉(zhuǎn)化率是40%。對于化學反應:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)假設開始時NO的物質(zhì)的量為1mol,用平衡三段式法計算:

可逆反應:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)

開始n(mol) 1 0 0

轉(zhuǎn)化n(mol) 0.4 0.2 0.2

平衡n(mol) 0.6 0.2 0.2

1100K時,CO2的體積分數(shù)為×100%=20%;

(4)1050KNO的轉(zhuǎn)化率為80%,假設反應開始時NO的物質(zhì)的量為1mol,用三段式法計算:可逆反應:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)

開始n(mol) 1 0 0

轉(zhuǎn)化n(mol) 0.8 0.4 0.4

平衡n(mol) 0.2 0.4 0.4

在同一條件下,氣體的物質(zhì)的量的比等于氣體產(chǎn)生的壓強之比,由于p()= 1.1×106 Pa p(NO)= p()= p()p(CO2)=p(N2)= p();

則該反應用平衡分壓表示的化學平衡常數(shù)Kp==4

(5)①達到平衡后,在其他條件不變時,升高溫度,化學反應速率加快,由于v=k·c2(NO)·c2(CO),v=k·c(N2)·c2(CO2),V增大,說明k、k增大,由于升高溫度,化學平衡向吸熱的逆反應方向移動,說明逆反應速率增大的倍數(shù)大于正反應速率增大的倍數(shù),所以k的倍數(shù)<k增大的倍數(shù);

②若在1L的密閉容器中充入1 molCO1 mol NO,在一定溫度下發(fā)生該反應,達到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為40%,

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

開始c(mol) 1 1 0 0

轉(zhuǎn)化c(mol) 0.4 0.4 0.2 0.4

平衡c(mol) 0.6 0.6 0.2 0.4

由于反應達到平衡時,V=V,所以k·c2(NO)·c2(CO)= k·c(N2)·c2(CO2),則kk=。

練習冊系列答案
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【題目】某化學小組制備氫氧化鐵膠體:潔凈的小燒杯盛適量蒸餾水,用酒精燈加熱至沸騰,向燒杯中逐滴加入1 mol·L1氯化鐵溶液,至液體呈透明的紅褐色;卮鹣铝袉栴}:

(1)氫氧化鐵膠體中微粒直徑的范圍是________________。

(2)檢驗膠體制備成功的操作是__________________________________。

(3)實驗中手不慎被玻璃割破,可用氯化鐵溶液應急止血,主要原因是____________(填序號)。

①氯化鐵溶液具有殺菌消毒的作用

②氯化鐵溶液能使血液膠體凝固

③氯化鐵溶液能產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀堵住傷口

④氯化鐵溶液能使血液發(fā)生化學變化

(4)制備膠體的化學方程式為_______。如果將1molFeCl3全部制成膠體,膠粒數(shù)目______NA(選填“大于”“等于”“小于”)。

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【題目】2 L恒溫密閉容器中通入氣體X并發(fā)生反應:2X(g)Y(g)(正反應放熱),X的物質(zhì)的量n(X)隨時間t變化的曲線如圖所示(圖中的兩條曲線分別代表有、無催化劑的情形),下列敘述正確的是

A.反應進行到a點時放出的熱量多于反應進行到b點時放出的熱量

B.實線表示使用催化劑的情形

C.b、c兩點表明反應在相應的條件下達到了最大限度

D.反應從開始到a點的平均反應速率可表示為v(Y)0.01mol·L1·min1

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【題目】NaNO2是一種食品添加劑,過量攝入能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應的方程式是MnO4-NO2-→Mn2NO3-H2O。下列敘述中正確的是(

A.中的粒子是OHB.該反應中NO2-被還原

C.反應過程中溶液的酸性增強D.生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】運用相關原理,回答下列各小題:

(1)25℃時,某FeCl3溶液的pH=2,則此溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=___________用離子方程式表示FeCl3溶液用于凈水的原因______________________。

(2)已知NaHSO4在水中的電離方程式 NaHSO4 = Na++H++SO42-。在NaHSO4溶液中c(H+)______c(OH-)+c(SO42-)(“>”、“=”“<”下同);用硫酸氫 鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇,若溶液中SO42-完全沉淀,則反應后溶液的pH______7

(3)分析下表提供的數(shù)據(jù):

化學式

電離常數(shù)

HClO

Ka=3×10-8

H2CO3

Ka1=4.3×10-7

Ka2=5.6×10-11

84消毒液(有效成分為NaClO)久置于空氣中會失效,寫出發(fā)生反應的離子方程式: _____________________________________________

②判斷在等濃度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各種離子濃度由大到小的順序: ____________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列有關熱化學方程式書寫及對應表述均正確的是( )

A. 密閉容器中,9.6g硫粉與11.2g鐵粉混合加熱生成硫化亞鐵17.6g時,放出19.12kJ熱量.則Fe(s)+S(s)═FeS(s)△H=-95.6kJ.mol-1

B. HCl和NaOH反應的中和熱△H=-57.3kJ/mol,則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱△H=2×(-57.3)kJ/mol

C. 已知1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量為285.5kJ,則水分解的熱化學方程式:2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ.mol-1

D. 已知2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-22.1kJ.mol-1則可知C的燃燒熱△H=-110.5kJ.mol-1

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【題目】鐵和鈷是重要的過渡元素。

(1)鈷位于元素周期表中第___族,基態(tài)鈷原子中未成對電子的個數(shù)為_____。

(2)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名稱是三硝酸六尿素合鐵(),是一種重要的配合物。該化合物中中心離子Fe3+的核外價電子排布式為___;尿素分子中氮原子的雜化方式是___,尿素中所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是___。

(3)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種結構的鈷的配合物,已知Co3+的配位數(shù)是6,為確定鈷的配合物的結構,現(xiàn)對兩種配合物進行如下實驗:

在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀。

在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀,則第二種配合物的配體為_____。

(4)離子化合物CaC2的一種晶體結構如圖1所示,從鈣離子看,屬于____堆積,其配位數(shù)是_____;一個晶胞中平均含有的π鍵的個數(shù)為_____。

(5)科學研究結果表明。碳的氧化物CO2能夠與H2O借助于太陽能制備HCOOH,其反應原理如下:2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,則生成的HCOOH分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比是____。

(6)奧氏體是碳溶解在γ-Fe中形成的一種間隙固溶體,無磁性,其晶胞如圖2所示,則該物質(zhì)的化學式為______,若晶體密度為ρg/cm3,則晶胞中最近的兩個碳原子的距離為_____pm(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示,寫出計算式即可)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】參照反應Br+H2→HBr+H的能量隨反應歷程變化的示意圖,下列敘述中正確的是

A. 反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量

B. 正反應為吸熱反應

C. 該反應的逆反應是吸熱過程

D. 圖中可以看出,HBr的能量一定高于H2的能量

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】如圖所示,800 ℃時A、BC三種氣體在密閉容器中反應時濃度的變化,只從圖上分析不能得出的結論是

A. 發(fā)生的反應可表示為2A(g)2B(g)+C(g)

B. 2 min A的分解速率為0.1 mol/(L·min)

C. 開始時,正、逆反應同時開始

D. 2 min時,A、BC的濃度之比為231

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