研究CO、NO2、SO2等大氣污染氣體的處理具有重要意義.
(1)CO可用于合成甲醇,反應方程式為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).在一定條件下將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應,5分鐘后測得c(CO)=0.2mol/L,計算此段時間的反應速率v(H2)=
 
 mol/(L?min).CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關系如圖所示.該反應△H
 
0(填“>”或“<”).實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右,選擇此條件的理由是
 

(2)已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-1
2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1
則反應NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g) 的△H=
 
kJ?mol-1
一定條件下,將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應,下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是
 
(填序號).
a.體系壓強保持不變                b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變         d.每消耗1mol NO2的同時生成1mol SO3
當測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1:6,請列式計算反應NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的平衡常數(shù)K.
考點:反應速率的定量表示方法,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡狀態(tài)的判斷,化學平衡的計算
專題:化學反應中的能量變化,化學平衡專題
分析:(1)計算CO濃度變化量,再根據(jù)v=
△c
△t
計算v(CO),利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(H2);圖象可知,溫度升高CO的轉(zhuǎn)化率減小,說明溫度升高平衡左移;根據(jù)壓強對平衡的影響程度,以及生產(chǎn)成本考慮;
(2)根據(jù)蓋斯定律將兩個反應相加或相減以得到NO2(g)與SO2(g)生成SO3(g)和NO(g)的反應熱,再書寫熱化學反應方程式;
達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,各物質(zhì)的濃度不變,由此衍生的一些物理量也不變;計算平衡時各物質(zhì)的濃度,再計算平衡常數(shù).
解答: 解:(1)CO濃度變化量為
2mol
2L
-0.2mol/L=0.8mol/L,故v(CO)=
0.8mol/L
5min
=0.16mol/(L?min),速率之比等于化學計量數(shù)之比,故v(H2)=2v(CO)=2×0.16mol/(L?min)=0.32mol/(L?min);圖象可知,溫度升高CO的轉(zhuǎn)化率減小,說明溫度升高平衡左移,所以正向是放熱反應,即△H<0;由圖象可知:在250℃、1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高.增加壓強,CO的轉(zhuǎn)化率提高不大,而生產(chǎn)成本卻會顯著增加,所以實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右;
故答案為:0.32;<;在250℃、1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高.增加壓強,CO的轉(zhuǎn)化率提高不大,而生產(chǎn)成本卻會顯著增加;
(2)(1)由①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-1
②2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1
根據(jù)蓋斯定律可知,
①-②
2
可得NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g),
則△H=
-196.6kJ/mol-(-113.0kJ/mol)
2
=-41.8kJ?mol-1;
a.無論是否達到平衡,體系壓強都保持不變,不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài),故a錯誤;
b.混合氣體顏色保持不變,說明濃度不變,達到平衡狀態(tài),故b正確;
c.SO3和NO的計量數(shù)之比為1:1,無論是否達到平衡,二者的體積比保持不變,不能判斷是否達到平衡狀態(tài),故c錯誤;
d.物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比,則每消耗1mol SO3的同時生成1molNO2,不能判斷是否達到平衡狀態(tài),故d錯誤;
設起始時:c(NO2)為1mol/L,c(SO2)為2mol/L;平衡時:c(SO3)為xmol/L
                 NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)
起始濃度(mol/L):1        2
平衡濃度(mol/L):1-x      2-x       x       x
據(jù)題意:
1-x
2-x
=
1
6
   解得:x=0.8
則K=
c(SO3)?c(NO)
c(NO2)?c(SO2)
=
0.8×0.8
0.2×1.2
=
8
3
≈2.67;
故答案為:NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ?mol-1;b;2.67.
點評:本題考查了蓋斯定律的應用、化學反應速率、化學平衡常數(shù)的計算、化學平衡的影響因素等,難度中等,側(cè)重于學生綜合運用化學知識的能力的考查.
練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)在25℃、101kPa下,1g甲烷燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱55.6kJ.則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為
 

(2)下列說法正確的是(填序號):
 

A.相同溫度下,0.1mol?L-1NH4Cl溶液中NH4+的濃度比0.1mol?L-1氨水中NH4+的濃度大;
B.用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl小;
C.電解飽和食鹽水時,陽極得到氫氧化鈉溶液和氫氣;
D.對于Al(OH)3(s)?Al(OH)3(aq)?Al3+(aq)+3OH-(aq),前段為溶解平衡,后段是電離平衡;
E.除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,說明Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的大.

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用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值.下列敘述正確的是( 。
A、22.4LSO2與0.5molO2混合催化氧化,生成NA個SO3分子
B、1mol乙炔在空氣中燃燒,一定生成2NA個CO2分子
C、1molCl2與1molCH4恰好完全反應,則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為2NA
D、
11g某硫化磷(如圖)中含P-S鍵數(shù)目為0.45NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列粒子的中子數(shù)一定相同的是( 。
A、K和K+
B、40Ca和40Ca2+
C、14C和14N
D、18O和16O2-

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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)有下列物質(zhì) ①Cu  ②液態(tài)SO2 ③CH3COOH ④NaHCO3 ⑤H2O⑥熔融NaCl ⑦BaSO4屬于弱電解質(zhì)的是
 
(填序號)
(2)常溫下,0.1mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8,則溶液中Na+、HCO3-、CO32-、OH-四種微粒的濃度由大到小的順序為:
 
.NaHCO3水解的離子方程式.
(3)常溫下,將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合,兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如表:
實驗編號 HA物質(zhì)的量濃度(mol?L-1 NaOH物質(zhì)的量濃度(mol?L-1 混合溶液
的pH
a 0.1 0.1 pH=9
b c 0.2 pH=7
請回答:
①從a組情況分析,HA是強酸還是弱酸
 

②b組情況表明,c
 
0.2 (選填“大于”、“小于”或“等于”)混合溶液中離子濃度
c(A-
 
c(Na+).(選填“大于”、“小于”或“等于”)
③a組實驗所得混合溶液中由水電離出的c(OH-)=
 
 mol?L-1

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科目:高中化學 來源: 題型:

已知:X、Y、Z、W都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增大.X的簡單陰離子最外層有2個電子,Y原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的兩倍,Z的原子序數(shù)是Y的兩倍,在元素周期表中W元素位于第11列.
回答下列問題:
(1)Z原子核外有
 
種不同運動狀態(tài)的電子.
(2)X、Y、Z、W中,在周期表中位于p區(qū)的元素是
 
(填元素符號).
(3)W原子基態(tài)電子排布式為
 

(4)Z以及與Z左右相鄰的兩種元素,這三種元素第一電離能由大到小的順序是
 
(填元素符號,用“>”表示).
(5)Y2X4分子中,Y原子采取
 
雜化,推算Y2X4分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為
 

(6)據(jù)報道,由Y、Z、W三種元素形成的一種晶體具有超導性,其晶體結構如圖.晶體中與每個W原子距離最近的Y原子有
 
個.
(7)直接蒸干WCl2溶液得不到WCl2晶體,而是得到黑色固體,請你結合化學用語給出簡要解釋
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

如圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池.試回答:
(1)若甲電解池利用電解原理在鐵上鍍銅,則A是
 
 
(填電極材料和電極名稱),電極反應是
 
;B是(要求同A)
 
 
,電極反應是
 
,應選用的電解質(zhì)溶液是
 
;乙電解池中若滴入少量酚酞試液,開始電解一段時間,鐵極附近呈
 
色.
(2)若甲電解池陰極增重1.28g,乙電解池中剩余溶液仍為400mL,則電解后所得溶液中新生成溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為
 
mol/L,溶液的pH等于
 

(3)若甲電解池以I=0.21A的電流電解60min后陰極增重0.25g,則此實驗測得的阿伏加德羅常數(shù)NA為多少(已知電子電量e-=1.60×10-19C)?(簡要寫計算過程)

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列離子方程式書寫正確的是( 。
A、用鉑作電極電解MgCl2溶液:2Cl-+2H2O
 通電 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
B、用石墨電極電解氯化銅溶液:Cu2++2Cl-+2H2O
 通電 
.
 
Cu(OH)2↓+H2↑+Cl2
C、向Ca(HCO32溶液中滴加少量的NaOH溶液:Ca2++HC
O
-
3
+OH-═CaCO3↓+H2O
D、將少量氯氣通入溴化亞鐵溶液中:2Br-+Cl2═Br2+2Cl-

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