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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁(yè),總=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè),總=sectionpages11頁(yè)2025年西師新版拓展型課程化學(xué)上冊(cè)階段測(cè)試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、Haber提出的硝基苯轉(zhuǎn)化為苯胺的兩種反應(yīng)途徑如圖所示。實(shí)驗(yàn)人員分別將、、與Na2S·9H2O在一定條件下反應(yīng)5min,的產(chǎn)率分別為小于1%;大于99%,小于1%,下列說法正確的是。
A.硝基苯易溶水B.苯胺和苯酚類似,在水溶液中均顯酸性C.該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Na2S·9H2O參與反應(yīng)時(shí),優(yōu)先選直接反應(yīng)路徑制備苯胺D.若該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物為S,則由硝基苯生成1mmol苯胺,理論上消耗2molNa2S·9H2O2、實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置如下圖。圖中涉及氣體發(fā)生;除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置;其中錯(cuò)誤的是。
A.①B.②C.③D.④3、如圖是實(shí)驗(yàn)室常用的氣體制備、凈化和收集裝置。若依據(jù)反應(yīng)H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O制取CO;則合理的裝置組合為()
A.①⑤⑧B.③⑤⑦C.②⑤⑥D(zhuǎn).③④⑧4、現(xiàn)有5瓶標(biāo)簽脫落的無色液體,分別為NaOH、KI、KSCN、Na2CO3、Na2SO4。下列試劑中,可以鑒別以上5種溶液的是()A.氫氧化鋇溶液B.氯化鐵溶液C.石蕊試液D.鹽酸5、用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ〢.制取并收集乙炔B.比較NaHCO3、Na2CO3的熱穩(wěn)定性C.吸收多余的NH3D.實(shí)驗(yàn)室中制取少量乙酸乙酯6、如圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,O2和H2O(g)的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響。
下列說法不正確的是A.裝稀硫酸儀器的名稱是分液漏斗,II中洗氣瓶?jī)?nèi)是碳酸氫鈉溶液B.可以把裝置I換成啟普發(fā)生器C.實(shí)驗(yàn)開始時(shí),必須先通一段時(shí)間X氣體,再在III處加熱D.當(dāng)III處反應(yīng)引發(fā)后,移走酒精燈,反應(yīng)仍進(jìn)行,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)7、用下列裝置進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ〢.用圖甲裝置驗(yàn)證NH3易溶于水B.用圖乙裝置提純I2C.用圖丙裝置測(cè)定KMnO4溶液物質(zhì)的量濃度(錐形瓶中Na2C2O4質(zhì)量已知)D.用圖丁裝置檢驗(yàn)該條件下鐵發(fā)生了析氫腐蝕評(píng)卷人得分二、填空題(共6題,共12分)8、向某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體M和N;一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡后,只改變反應(yīng)的一個(gè)條件,測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度;反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖1、圖2所示。
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min時(shí)改變的條件是____,40min時(shí)改變的條件是____,請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出30min~40min的正逆反應(yīng)速率變化曲線以及標(biāo)出40min~50min內(nèi)對(duì)應(yīng)的曲線_____。
(3)0~8min內(nèi),_______;50min后,M的轉(zhuǎn)化率為_______(保留三位有效數(shù)字)。
(4)20min~30min內(nèi),反應(yīng)平衡時(shí)的平衡常數(shù)K=_______。9、油氣開采;石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫;需要回收處理并加以利用。
H2S熱分解反應(yīng):2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,在1373K、100kPa反應(yīng)條件下,對(duì)于n(H2S):n(Ar)分別為4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合氣,熱分解反應(yīng)過程中H2S轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如下圖所示。
(1)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡轉(zhuǎn)化率___________,理由是___________
(2)n(H2S):n(Ar)=1:9對(duì)應(yīng)圖中曲線___________,計(jì)算其在0~0.1s之間,H2S分壓的平均變化率為___________kPa·s-1。10、亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的殺菌消毒劑;同時(shí)也是對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫;脫硝的吸收劑。
Ⅰ.以氯酸鈉(NaClO3)為原料制備NaClO2粗品的工藝流程如下圖所示:
已知:
i.純ClO2易分解爆炸,空氣中ClO2的體積分?jǐn)?shù)在10%以下比較安全;
ii.NaClO2在堿性溶液中穩(wěn)定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出NaClO2?3H2O,等于或高于38℃時(shí)析出NaClO2晶體,高于60℃時(shí)分解成NaClO3和NaCl。
(1)試劑A應(yīng)選擇_________。(填字母)
a.SO2b.濃硝酸c.KMnO4
(2)反應(yīng)②的離子方程式為_________。
(3)已知壓強(qiáng)越大,物質(zhì)的沸點(diǎn)越高。反應(yīng)②結(jié)束后采用“減壓蒸發(fā)”操作的原因是________。
(4)下列關(guān)于上述流程的說法中,合理的是_________。(填字母)
a.反應(yīng)①進(jìn)行過程中應(yīng)持續(xù)鼓入空氣。
b.反應(yīng)①后得到的母液中;溶質(zhì)的主要成分是NaCl
c.反應(yīng)②中NaOH溶液應(yīng)過量。
d.冷卻結(jié)晶時(shí)溫度選擇38℃,過濾后進(jìn)行溫水洗滌,然后在低于60℃下進(jìn)行干燥,得到粗產(chǎn)品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫;脫硝。
(5)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323K,NaClO2溶液濃度為5×10?3mol/L。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表:。離子SO42?SO32?NO3?NO2?Cl?c/(mol/L)8.35×10?46.87×10?61.5×10?41.2×10?53.4×10?3
①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式_________。
②由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率_________(填“大于”或“小于”)脫硝反應(yīng)速率。除SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同外,還可能存在的原因是_________。(答出兩條即可)11、如圖所示的初中化學(xué)中的一些重要實(shí)驗(yàn);請(qǐng)回答下列問題:
(1)圖A稱量NaCl的實(shí)際質(zhì)量是___。
(2)圖B反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__。
(3)圖C反應(yīng)的表達(dá)式為__。
(4)圖D實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_。12、某化學(xué)小組用下列裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。
供選試劑:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。
(1)小組同學(xué)設(shè)計(jì)甲;乙、丙三組實(shí)驗(yàn);記錄如下:
。
操作。
現(xiàn)象。
甲。
向裝置I的錐形瓶中加入MnO2固體,向裝置I的____中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O2溶液;連接裝置I;III,打開活塞。
裝置I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;裝置III中有氣泡冒出;溶液迅速變藍(lán)。
乙。
向裝置II中加入KMnO4固體;連接裝置II;III,點(diǎn)燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液不變藍(lán)。
丙。
向裝置II中加入____,向裝置III中再加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;連接裝置II;III,點(diǎn)燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液變藍(lán)。
(2)丙實(shí)驗(yàn)中O2與KI溶液反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。
(3)對(duì)比乙、丙實(shí)驗(yàn)可知,O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是__________。為進(jìn)一步探究該條件對(duì)反應(yīng)速率的影響;可采取的實(shí)驗(yàn)措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)推測(cè),甲實(shí)驗(yàn)中可能是I中的白霧使溶液變藍(lán)。為了驗(yàn)證推測(cè),可將裝置I中產(chǎn)生的氣體通入_________(填字母)溶液中,依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來證明白霧中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)資料顯示:KI溶液在空氣中久置的過程中會(huì)被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán),他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)___________________________________(寫離子方程式)造成的,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明他們的猜想是否正確:___________________________________。13、已知稀溴水和氯化鐵溶液都呈黃色;現(xiàn)在足量的稀氯化亞鐵溶液中,加入1~2滴液溴,振蕩后溶液呈黃色。
(1)甲同學(xué)認(rèn)為這不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,則使溶液呈黃色的微粒是:______(填粒子的化學(xué)式;下同);
乙同學(xué)認(rèn)為這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,則使溶液呈黃色的微粒是_________。
(2)如果要驗(yàn)證乙同學(xué)判斷的正確性;請(qǐng)根據(jù)下面所提供的可用試劑,用兩種方法加以驗(yàn)證,請(qǐng)將選用的試劑代號(hào)及實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象填入下表。
實(shí)驗(yàn)可供選用試劑:。A.酸性高錳酸鉀溶液B.氫氧化鈉溶液C.四氯化碳D.硫氰化鉀溶液E.硝酸銀溶液F.碘化鉀淀粉溶液。實(shí)驗(yàn)方案。
所選用試劑(填代號(hào))
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
方案一。
方案二。
(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)推測(cè),若在稀溴化亞鐵溶液中通入氯氣,則首先被氧化的離子是________,相應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________;評(píng)卷人得分三、原理綜合題(共9題,共18分)14、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請(qǐng)回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質(zhì)的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時(shí),2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發(fā)生反應(yīng),5min后達(dá)平衡,測(cè)得NO為1mol。計(jì)算該溫度下,N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=_______________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。
②如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T℃下N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO。
(4)有人設(shè)想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應(yīng)除去CO,但事實(shí)上該反應(yīng)在任何溫度下都不能實(shí)現(xiàn),由此判斷該反應(yīng)的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實(shí)際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.使用高效催化劑15、醋酸乙烯(CH3COOCH=CH2)是一種重要的有機(jī)化工原料,以二甲醚(CH3OCH3)與合成氣(CO、H2)為原料,醋酸鋰;碘甲烷等為催化劑;在高壓反應(yīng)釜中一步合成醋酸乙烯及醋酸?;卮鹣铝袉栴}:
(1)常溫下,將濃度均為amol/L的醋酸鋰溶液和醋酸溶液等體積混合,測(cè)得混合液的pH=b,則混合液中c(CH3COO-)=______mol/L(列出計(jì)算式即可)。
(2)合成二甲醚:Ⅰ.2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH1=-91.8kJ/mol;
Ⅱ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ/mol;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol.
已知:H-H的鍵能為436kJ/mol,C=O的鍵能為803kJ/mol,H-O的鍵能為464kJ/mol,則C≡O(shè)的鍵能為_____kJ/mol.
(3)二甲醚(DME)與合成氣一步法合成醋酸乙烯(VAC)的反應(yīng)方程式為2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g),T℃時(shí),向2L恒容密閉反應(yīng)釜中加入0.2molCH3OCH3、0.4molCO、0.1molH2發(fā)生上述反應(yīng),10min達(dá)到化學(xué)平衡;測(cè)得VAC的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%。
①0~10min內(nèi),用CO濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=______;該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________。
②下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______(填選項(xiàng)字母)。
A、V正(DME)=v逆(H2)≠0B;混合氣體的密度不再變化。
C、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化D;c(CO):c(VAC)=4:1
③如圖是反應(yīng)溫度對(duì)二甲醚(DME)的轉(zhuǎn)化率和醋酸乙烯(VAC)選擇性(醋酸乙烯的選擇性Svac=)的影響,該反應(yīng)的ΔH______0(填“>”“<”或“=”);控制的最佳溫度是___________.
④保持溫度不變,向反應(yīng)釜中通入氬氣增大壓強(qiáng),則化學(xué)平衡______(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向"或“不”)移動(dòng)。
16、煤和石油通常都含有硫的化合物;燃燒生成的二氧化硫成為大氣主要污染物之一。二氧化硫的治理已成為當(dāng)前研究的課題。其催化氧化的過程如圖1所示:
(1)已知:I.SO2(g)+V2O5(s)SO3(g)+V2O4(s)△H1=+24kJ?mol-1
Ⅱ.2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s)△H2=-244kJ?mol-1
①SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H3=___kJ?mol-1。
②活化分子比普通分子高出的能量稱為活化能,則反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)活化能為__(用字母E1~E6表示)kJ?mol-1。
③總反應(yīng)速率一般由慢反應(yīng)決定,從圖1中分析決定V2O5催化氧化SO2的反應(yīng)速率的是反應(yīng)__(填“I”或“Ⅱ”)。
(2)某溫度下,向2L的恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的SO2和O2,測(cè)得SO2的物質(zhì)的量變化如圖2所示:
①第5min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,v(SO3)=____mol?L-1?min-1,O2的轉(zhuǎn)化率為_____
②該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______(精確到0.01)。17、利用空氣氧化NO;成本低廉,很具有研究?jī)r(jià)值?;卮鹣铝袉栴}:
(1)NO氧化反應(yīng)機(jī)理可能涉及如下過程:
Ⅰ.(快反應(yīng))
Ⅱ.(慢反應(yīng))
Ⅲ.(快反應(yīng))
上述反應(yīng)_______(填序號(hào))決定NO的氧化反應(yīng)速率;已知?jiǎng)t反應(yīng)的_______(用a、b、c的代數(shù)式表示,a、b;c均為正值)。
(2)已知反應(yīng)Ⅰ:v正=k1·c2(NO),v逆=k2·c[(NO)2],k1、k2為速率常數(shù),僅受溫度影響。下列敘述錯(cuò)誤的是_______(填字母)。
A.反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài),可推知
B.反應(yīng)Ⅱ的活化能低于反應(yīng)Ⅰ的活化能。
C.增大NO的濃度,增大;升高溫度,增大。
(3)一定條件下,將和按物質(zhì)的量之比2:1充入反應(yīng)容器,發(fā)生反應(yīng):其他條件相同時(shí),分別測(cè)得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(P1、P2)下隨溫度變化的曲線如圖所示。
①_______(填“>”“<”或“=”)
②400℃、條件下,O2的平衡轉(zhuǎn)化率為_______%。
③700℃、p2條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______(以分壓表示;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)恒容條件下,為提高NO轉(zhuǎn)化為NO2的平衡轉(zhuǎn)化率可采取的措施為_______(任寫一種)。18、NO是大氣中一種重要污染物;可以采用多種方法消除NO的污染?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CH4還原NO法。
已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
則CH4與NO反應(yīng)生成N2、CO2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為_______。
(2)CO還原NO法。CO還原NO的反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H<0。
①該反應(yīng)中,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,可采取措施有_______(寫出其中一條即可)。
②實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。達(dá)到平衡后,只升高溫度,k正增大的倍數(shù)_______(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。若在1L恒容密閉容器中充入1molCO和1molNO發(fā)生上述反應(yīng),在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則=_______(計(jì)算結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)。
(3)NH3還原NO法。NH3還原NO的反應(yīng)為4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(g)△H<0。T℃時(shí),在恒容密閉容器中,測(cè)得在不同時(shí)間NO和NH3的物質(zhì)的量如下表:。時(shí)間/min01234n(NO)/mol1.20.900.720.600.60n(NH3)/mol0.900.700.580.500.50
若反應(yīng)開始時(shí)的壓強(qiáng)為P0,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=_______(可用分?jǐn)?shù)表示;用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算;各氣體的分壓=氣體總壓×各氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)SCR脫硝技術(shù)的主反應(yīng)為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密閉容器中起始投入一定量NH3、NO、O2進(jìn)行反應(yīng);測(cè)得不同溫度下,在相同時(shí)間內(nèi)部分組分的含量如圖所示。
①a、b、c三點(diǎn),主反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)開______。
②解釋N2的濃度變化曲線先上升后下降的原因:_______。19、十九大報(bào)告提出“要像對(duì)待生命一樣對(duì)待生態(tài)環(huán)境”;對(duì)硫;氮等元素形成的有毒有害氣體進(jìn)行處理成為科學(xué)研究熱點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問題:
Ⅰ.SO2主要來源于含硫燃料的燃燒,燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=-681.8kJ/mol對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理以減少SO2的排放。T℃時(shí),將煤燃燒產(chǎn)生的氣體收集于一密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得各物質(zhì)的濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如下:。時(shí)間(min)
濃度(mol?L-1)01020304050O21.000.790.600.600.640.64CO200.420.800.800.880.88
(1)10~20min內(nèi),平均反應(yīng)速率v(SO2)=__;升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K__(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)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.加入一定量的碳酸鈣粉末。
C.適當(dāng)縮小容器的體積。
D.加入合適的催化劑。
Ⅱ.NOx的排放主要來自于汽車尾氣,NOx的脫除方法基本一致;即設(shè)法將其轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>
(3)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
則2O3(g)=3O2(g)是___反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),O3氧化脫除氮氧化物的總反應(yīng)是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=___kJ/mol,最后將NO2與恰當(dāng)?shù)倪€原劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2而脫除。
(4)常見的汽車尾氣處理原理是使尾氣(含適當(dāng)比例的NO;CO)通過裝有高效催化劑的處理裝置;發(fā)生反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。請(qǐng)根據(jù)以下相關(guān)數(shù)據(jù),分析采用此法能否有效消除NO、CO尾氣污染___(填“能”或“否”),理由是__(通過必要的計(jì)算加以說明)。反應(yīng)25℃時(shí)的平衡常數(shù)反應(yīng)I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030反應(yīng)II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
(5)用NH3催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染,其反應(yīng)原理為:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。一定溫度下,在某恒定壓強(qiáng)為P的密閉容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,達(dá)到平衡狀態(tài)后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的體積分?jǐn)?shù)為請(qǐng)計(jì)算此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=__(用只含P的代數(shù)式表示,且化至最簡(jiǎn)式。已知:對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),可用某組分的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算平衡常數(shù),記作KP。某組分的平衡分壓=P×該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。20、CH4既是重要的清潔能源也是一種重要的化工原料。以CO2、H2為原料合成CH4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1
Ⅱ:△H2=+41.2kJ/mol
常溫常壓下,H2(g)和CH4(g)的摩爾燃燒焓分別為-285.8kJ/mol和-890.3kJ/mol;
(1)△H1_______kJ/mol。
(2)一定條件下,向恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH4(g)為amol,H2O(g)為bmol,則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為_______(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(3)n(H2):n(CO2)=4:1的混合氣體充入反應(yīng)器中;當(dāng)氣體總壓強(qiáng)為0.1MPa,平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖所示:
200~550℃時(shí),CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大的原因是_______。反應(yīng)器中應(yīng)選擇適宜的溫度是_______。
(4)為探究的反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系,起始時(shí),向恒容密閉容器中通入濃度均為1.0mol/LCO2與H2。平衡時(shí),根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出兩條反應(yīng)速率—濃度關(guān)系曲線:和
則與曲線相對(duì)應(yīng)的是上圖中曲線_______(填“甲”或“乙”);該反應(yīng)達(dá)到平衡后,某一時(shí)刻降低溫度,重新達(dá)到平衡,平衡常數(shù)_______(填“增大”或“減小”),則此時(shí)曲線甲對(duì)應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為_______(填字母,下同),曲線乙對(duì)應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為_______。21、研究金屬與硝酸的反應(yīng);實(shí)驗(yàn)如下。
。實(shí)驗(yàn)(20℃)
現(xiàn)象。
Ⅰ.過量銅粉、2mL0.5mol/LHNO3
無色氣體(遇空氣變紅棕色);溶液變?yōu)樗{(lán)色。
Ⅱ.過量鐵粉、2mL0.5mol/LHNO3
6mL無色氣體(經(jīng)檢測(cè)為H2);溶液幾乎無色。
(1)Ⅰ中產(chǎn)生的無色氣體是________。
(2)研究Ⅱ中的氧化劑。
①甲同學(xué)認(rèn)為該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-,所以NO3-沒有發(fā)生反應(yīng)。乙同學(xué)依據(jù)Ⅰ和Ⅱ證明了甲的說法不正確;其實(shí)驗(yàn)證據(jù)是________。
②乙同學(xué)通過分析,推測(cè)出NO3-也能被還原,依據(jù)是________,進(jìn)而他通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)該溶液中含有NH4+;其實(shí)驗(yàn)操作是________。
③補(bǔ)全Ⅱ中NO3-被還原為NH4+的過程:NO3-+________e-+____=NH4++____H2O____
(3)研究影響產(chǎn)生H2的因素。
。實(shí)驗(yàn)。
現(xiàn)象。
Ⅲ.過量鐵粉、2mL0.5mol/LHNO3;40℃
3.4mL氣體(經(jīng)檢測(cè)為H2);溶液略帶黃色。
Ⅳ.過量鐵粉、2mL0.5mol/LHNO3;60℃
2.6mL氣體(經(jīng)檢測(cè)為H2);黃色溶液。
Ⅴ.過量鐵粉、2mL3mol/LHNO3;20℃
無色氣體(遇空氣變紅棕色);深棕色溶液。
資料:[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
④對(duì)比Ⅱ;Ⅲ、Ⅳ;溫度不同時(shí)收集到氫氣的體積不同,原因是________。
⑤Ⅴ中無色氣體是混合氣體;則一定含有遇空氣變紅棕色的氣體和________。
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn),金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),影響硝酸的還原產(chǎn)物不同的因素有________。22、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請(qǐng)回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質(zhì)的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時(shí),2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發(fā)生反應(yīng),5min后達(dá)平衡,測(cè)得NO為1mol。計(jì)算該溫度下,N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=_______________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。
②如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T℃下N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO。
(4)有人設(shè)想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應(yīng)除去CO,但事實(shí)上該反應(yīng)在任何溫度下都不能實(shí)現(xiàn),由此判斷該反應(yīng)的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實(shí)際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.使用高效催化劑評(píng)卷人得分四、工業(yè)流程題(共1題,共9分)23、已知某工業(yè)廢水中含有大量FeSO4,較多的Cu2+,極少量的Na+以及部分污泥,通過下列流程可從該廢水中回收FeSO4·7H2O晶體及金屬Cu。
(1)步驟1的主要操作是___,需用到的玻璃儀器除燒杯外還有___。
(2)固體混合物是____(填化學(xué)式)
(3)步驟3中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(4)步驟4中涉及的操作是:蒸發(fā)濃縮、___;過濾、洗滌、干燥。
(5)火法制得的粗銅中?;煊猩倭垦趸瘉嗐~(Cu2O),氧化亞銅溶于稀硫酸溶液變藍(lán)。試寫出該反應(yīng)的離子方程式___。評(píng)卷人得分五、有機(jī)推斷題(共1題,共6分)24、G是一種治療心血管疾病的藥物;合成該藥物的一種路線如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)寫出①的反應(yīng)類型_______。
(2)反應(yīng)②所需的試劑和條件_______。
(3)B中含氧官能團(tuán)的檢驗(yàn)方法_______。
(4)寫出E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。
(5)寫出F→G的化學(xué)方程式_______。
(6)寫出滿足下列條件,C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______。
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能發(fā)生水解反應(yīng);③含苯環(huán);④含有5個(gè)化學(xué)環(huán)境不同的H原子。
(7)設(shè)計(jì)一條以乙烯和乙醛為原料(其它無機(jī)試劑任選)制備聚2-丁烯()的合成路線_______。(合成路線常用的表達(dá)方式為:AB目標(biāo)產(chǎn)物)評(píng)卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共3題,共18分)25、W;X、Y、Z、N、M六種主族元素;它們?cè)谥芷诒碇形恢萌鐖D所示,請(qǐng)用對(duì)應(yīng)的的化學(xué)用語(yǔ)回答下列問題:
(1)N元素在周期表中的位置___________,根據(jù)周期表,推測(cè)N原子序數(shù)為___________
(2)比較Y、Z、W三種元素形成簡(jiǎn)單離子的半徑由大到小的順序___________
(3)M最高價(jià)氧化物的水化物在水中的電離方程式:___________
(4)以下說法正確的是___________
A.單質(zhì)的還原性:X>Y,可以用X與YM2溶液發(fā)生反應(yīng)來證明。
B.Y與同周期的ⅢA元素的原子序數(shù)相差1
C.半導(dǎo)體器件的研制開始于硅;研發(fā)出太陽(yáng)能光伏電池,將輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,如我校的路燈?/p>
D.元素N位于金屬與非金屬的分界線附近,可以推斷N元素的單質(zhì)具有兩性26、Ⅰ.電鍍廢水中常含有陰離子A,排放前可加CuSO4溶液處理;使之轉(zhuǎn)化為沉淀B,按如圖流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
已知:B含三種元素;氣體D標(biāo)況下密度2.32g/L;混合氣體l無色無味;氣體F標(biāo)況下密度為1.25g/L。請(qǐng)回答:
(1)組成B的三種元素是_______,氣體D的分子式是______。
(2)寫出固體C在足量氧氣中灼燒的方程式_______。
(3)固體C在沸騰的稀鹽酸中會(huì)生成一種弱酸和一種白色沉淀,該白色沉淀是共價(jià)化合物(測(cè)其分子量為199),則反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
Ⅱ.某興趣小組為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱,打開彈簧夾,向盛有NaBr溶液的試管B和分液漏斗C中同時(shí)通入少量Cl2;將少量分液漏斗C中溶液滴入試管D中,取試管D振蕩,靜止后觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)裝置如圖:
(4)說明氧化性Br2>I2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________。
(5)為了排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾,需確認(rèn)分液漏斗C中通入Cl2未過量。試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)_________。27、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數(shù)依次增大,A的基態(tài)原子的L層電子是K層電子的兩倍;B的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè);C與B同族;D的最高價(jià)含氧酸為酸性最強(qiáng)的無機(jī)含氧酸。請(qǐng)回答下列問題:
(1)C的基態(tài)原子的電子排布式為_____________;D的最高價(jià)含氧酸酸性比其低兩價(jià)的含氧酸酸性強(qiáng)的原因是___________________________。
(2)雜化軌道分為等性和不等性雜化,不等性雜化時(shí)在雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對(duì)的存在。A、B、C都能與D形成中心原子雜化方式為____________的兩元共價(jià)化合物。其中,屬于不等性雜化的是____________(寫化學(xué)式)。以上不等性雜化的化合物價(jià)層電子對(duì)立體構(gòu)型為_________,分子立體構(gòu)型為_______________________________。
(3)以上不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)A和B能形成多種結(jié)構(gòu)的晶體。其中一種類似金剛石的結(jié)構(gòu),硬度比金剛石還大,是一種新型的超硬材料。其結(jié)構(gòu)如下圖所示(圖1為晶體結(jié)構(gòu),圖2為切片層狀結(jié)構(gòu)),其化學(xué)式為________________。實(shí)驗(yàn)測(cè)得此晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)見圖3。已知圖示原子都包含在晶胞內(nèi),晶胞參數(shù)a=0.64nm,c=0.24nm。其晶體密度為________________(已知:=1.414,=1.732,結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后第2位)。
參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、C【分析】【分析】
以不同路徑下的有機(jī)反應(yīng)為載體;考查有機(jī)反應(yīng)路徑;常見有機(jī)化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)。
【詳解】
A.硝基苯中無親水基團(tuán);難溶于水,A錯(cuò)誤;
B.苯胺可結(jié)合水電離出的H+;在水溶液中顯堿性,B錯(cuò)誤;
C.與Na2S·9H2O反應(yīng)的產(chǎn)率高于與Na2S·9H2O反應(yīng)的產(chǎn)率;選擇直接反應(yīng)路徑,C正確;
D.由1mol轉(zhuǎn)化為1mol,少了2molO原子,多了2molH原子,共得到了6mole-,理論上消耗3molNa2S·9H2O;D錯(cuò)誤;
故選C。2、C【分析】【詳解】
加熱二氧化錳與濃鹽酸生成氯氣,故A正確;用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫,故B正確;濃硫酸干燥氯氣時(shí),氣體長(zhǎng)進(jìn)短出,故C錯(cuò)誤;氫氧化鈉可以吸收氯氣,故D正確。3、D【分析】【分析】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,制取CO,應(yīng)用固體+液體氣體的裝置,即③為制氣裝置,因?yàn)镃O的密度與空氣的密度相差不大,因此收集CO時(shí),需要用排水法收集,CO2是酸性氧化物;應(yīng)用堿液吸收,據(jù)此分析;
【詳解】
依據(jù)反應(yīng)H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O,草酸為固體,濃硫酸為液體,并且需要加熱,因此需要用固體+液體氣體的裝置,即③為制氣裝置,CO的摩爾質(zhì)量為28g·mol-1,空氣的平均摩爾質(zhì)量為29g·mol-1,即CO的密度與空氣的密度相差不大,因此采用排水法收集CO,只要除去CO2就可以,即用洗氣方法除去CO2;連接順序是③④⑧,故選項(xiàng)D正確;
答案選D。
【點(diǎn)睛】
需要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件,選擇反應(yīng)裝置,根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,設(shè)計(jì)好除雜裝置,最后不能忽略尾氣處理裝置。4、B【分析】【詳解】
A.Na2CO3、Na2SO4與氫氧化鋇溶液反應(yīng)均生成白色沉淀;A錯(cuò)誤;
B.NaOH與氯化鐵溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵的紅褐色沉淀、KI與氯化鐵溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞鐵,溶液由黃色變?yōu)闇\綠色、KSCN與氯化鐵溶液反應(yīng),溶液變成血紅色、Na2CO3與氯化鐵溶液雙水解生成氫氧化鐵的紅褐色沉淀和二氧化碳?xì)怏w、Na2SO4與氯化鐵溶液不反應(yīng);B正確;
C.NaOH、Na2CO3呈堿性;均能使石蕊變藍(lán),C錯(cuò)誤;
D.NaOH與鹽酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象,Na2CO3與鹽酸反應(yīng)生成氣體,KI、KSCN、Na2SO4與鹽酸不反應(yīng),D錯(cuò)誤;故答案為:B。5、C【分析】【詳解】
A.乙炔的相對(duì)分子質(zhì)量是26;空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量是29,且乙炔和氧氣在常溫條件下不反應(yīng),所以乙炔應(yīng)該用向下排空氣法收集,A錯(cuò)誤;
B.該裝置中加熱碳酸氫鈉的溫度高于碳酸鈉;雖然澄清石灰水變渾濁,但不能證明碳酸鈉的穩(wěn)定性比碳酸氫鈉強(qiáng),B錯(cuò)誤;
C.氨氣極易溶于水和酸性溶液;不溶于四氯化碳,氨氣通入四氯化碳中,因不溶解而逸出,被上層的稀硫酸吸收,達(dá)到了既能吸收氨氣又不倒吸的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,C正確;
D.導(dǎo)氣管伸入NaOH溶液中;一方面會(huì)導(dǎo)致乙酸乙酯的水解,另一方面會(huì)產(chǎn)生倒吸,D錯(cuò)誤。
故選C。6、A【分析】【分析】
【詳解】
A.裝稀硫酸儀器的名稱是分液漏斗,Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,O2和H2O(g)的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響;因此II中洗氣瓶?jī)?nèi)液體作用是干燥氣體,應(yīng)盛放濃硫酸,故A錯(cuò)誤;
B.I是實(shí)驗(yàn)室制氫氣;可以把裝置I換成啟普發(fā)生器,可以達(dá)到隨開隨用,隨關(guān)隨停,故B正確;
C.實(shí)驗(yàn)開始時(shí),必須先通一段時(shí)間X氣體,排除裝置內(nèi)的空氣,以免鎂和氧氣反應(yīng),再在III處加熱,Mg與SiO2反應(yīng);故C正確;
D.當(dāng)III處反應(yīng)引發(fā)后;移走酒精燈,反應(yīng)仍進(jìn)行,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故D正確。
綜上所述,答案為A。7、D【分析】【分析】
【詳解】
A.NH3易溶于水;能形成噴泉,故A達(dá)到目的;
B.I2常用升華法提純;故B達(dá)到目的;
C.根據(jù)2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,已知C2O42-的量,可測(cè)定KMnO4溶液物質(zhì)的量濃度;故C達(dá)到目的;
D.鐵在中性或堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕;故D不符;
故選D。二、填空題(共6題,共12分)8、略
【分析】【詳解】
(1)依據(jù)圖1中各物質(zhì)的濃度變化量可得到0-20min,M、N濃度減少量為1.5mol/L,P濃度增加量為3mol/L,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為由圖1可知,40min時(shí)平衡發(fā)生了移動(dòng),而P、M、N的濃度沒有改變,且改變壓強(qiáng)和使用催化劑平衡不移動(dòng),則改變的條件是溫度,30min時(shí)P、M、N濃度均減小則改變的條件為擴(kuò)大容器體積,壓強(qiáng)減小,反應(yīng)速率減小,由圖2可知40min時(shí)速率增大,則40min時(shí)改變的條件是升高溫度,而生成物P的濃度在減小,依據(jù)勒夏特列原理可判斷該反應(yīng)的
(2)由(1)分析可知,30min時(shí)改變的條件是擴(kuò)大容器的體積;40min時(shí)改變的條件是升高溫度;在圖2中畫出30min~40min的正逆反應(yīng)速率變化曲線以及標(biāo)出40min~50min內(nèi)對(duì)應(yīng)的曲線為
(3)8min時(shí),M、N、P的物質(zhì)的量濃度相等,設(shè)
則解得x=2,故8min時(shí),0~8min內(nèi);
50min后;M;N、P的物質(zhì)的量濃度相等,故M的轉(zhuǎn)化率為33.3%;
(4)由圖1可知,20min~30min內(nèi),為平衡狀態(tài),M、N的平衡濃度為1.5mol/L,P的平衡濃度為3mol/L,則反應(yīng)平衡時(shí)的平衡常數(shù)K=【解析】(1)<
(2)擴(kuò)大容器的體積升高溫度
(3)33.3%
(4)49、略
【分析】【分析】
2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,該反應(yīng)正方向?yàn)轶w積增大的反應(yīng),降低壓強(qiáng),平衡會(huì)向正反應(yīng)方向移動(dòng);則對(duì)于n(H2S):n(Ar)為4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合氣在圖中對(duì)應(yīng)的曲線分別是a、b;c、d、e。
【詳解】
(1)由于正反應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng),n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分壓越小,相當(dāng)于降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因此H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高;
(2)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9對(duì)應(yīng)的曲線是d;根據(jù)圖像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反應(yīng)進(jìn)行到0.1s時(shí)H2S轉(zhuǎn)化率為0.24;假設(shè)在該條件下;硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和9mol,則根據(jù)三段式可知:
此時(shí)H2S的壓強(qiáng)為≈7.51kPa,H2S的起始?jí)簭?qiáng)為10kPa,所以H2S分壓的平均變化率為=24.9kPa·s-1?!窘馕觥?1)越高n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分壓越小,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高。
(2)d24.910、略
【分析】【詳解】
NaClO3和濃H2SO4在反應(yīng)器①中發(fā)生還原反應(yīng)生成ClO2和Na2SO4,所以試劑A可以用二氧化硫,ClO2在反應(yīng)器②中與雙氧水、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉,再得到其晶體。
(1)根據(jù)上面的分析可以知道試劑A為SO2,故選a,因此,本題正確答案是:a。
(2)反②中ClO2被雙氧水還原成ClO2?,反應(yīng)的離子方程式為2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O,因此,本題正確答案是:2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受熱易分解,所以亞氯酸鈉溶液中獲得晶體,溫度不能太高,所以反應(yīng)②結(jié)束后采用“減壓蒸發(fā)”操作,在較低溫度蒸發(fā)濃縮,可防止溫度過高.NaClO2分解。因此,本題正確答案是:在較低溫度蒸發(fā)濃縮,可防止溫度過高.NaClO2分解。
(4)根據(jù)信息純ClO2易分解爆炸,空氣中ClO2的體積分?jǐn)?shù)在10以下比較安全,所以要持續(xù)通過量的空氣,NaClO2在堿性溶液中穩(wěn)定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反應(yīng)②中堿要過量,因?yàn)樵噭〢為二氧化硫,NaClO3被還原成ClO2,所以反應(yīng)①后得到的母液中,溶質(zhì)的主要成分是,Na2SO4。故選acd,因此;本題正確答案是:acd。
(5)①亞氯酸鈉具有氧化性,且NaClO2溶液呈堿性,則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式因此,本題正確答案是:
②由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以知道,在相同時(shí)間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多,因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率.原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高,因此,本題正確答案是:大于;NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高?!窘馕觥縜2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O減壓可以使物質(zhì)沸點(diǎn)降低,實(shí)驗(yàn)較低溫度下進(jìn)行蒸發(fā),可避免NaClO2因溫度高而發(fā)生分解acd4OH?+3ClO2?+4NO4NO3?+3Cl?+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此條件下SO2還原性更強(qiáng);脫硝反應(yīng)活化能更大11、略
【分析】【分析】
(1)托盤天平的平衡原理:稱量物質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼質(zhì)量;
(2)鎂在空氣中劇烈燃燒;放出大量的熱,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體氧化鎂;
(3)圖C表示銅和氧氣在加熱條件下生成黑色氧化銅;
(4)圖D表示加壓氣體體積縮??;
【詳解】
(1)稱量物質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼質(zhì)量;15=NaCl質(zhì)量+3,NaCl的實(shí)際質(zhì)量是15g-3g=12g;
(2)鎂在空氣中燃燒的現(xiàn)象是:放出大量的熱;發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體;
(3)圖C的表達(dá)式為:銅+氧氣氧化銅;
(4)圖D表示加壓氣體體積縮小,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證分子之間的存在間隙;【解析】12g放出大量的熱,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體銅+氧氣氧化銅驗(yàn)證分子之間的存在間隙12、略
【分析】【分析】
(1)甲實(shí)驗(yàn):根據(jù)裝置Ⅰ不要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解;過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍(lán)說明生成碘單質(zhì);
(2)碘離子具有還原性;在酸性條件下能夠被氧化氧化成碘單質(zhì),據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式;
(3)對(duì)比乙、丙實(shí)驗(yàn)可以知道,O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件酸性環(huán)境;酸溶液中氫離子濃度不同,裝置Ⅲ中出現(xiàn)藍(lán)色的速率不同;
(4)證明Ⅰ中產(chǎn)生的氣體中含有雙氧水;氧氣和雙氧水都具有氧化性,需要利用不同性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn);
(5)該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液;向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán),可能是生成的碘單質(zhì)在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成碘化鉀;碘酸鉀,驗(yàn)證是否正確是在未變藍(lán)色的溶液中滴入稀硫酸觀察是否變藍(lán)。
【詳解】
(1)甲實(shí)驗(yàn):根據(jù)裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解,過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,向Ⅰ的錐形瓶中加入MnO2固體,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;連接Ⅰ;Ⅲ,打開活塞,Ⅰ中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍(lán)說明生成碘單質(zhì),故答案為:分液漏斗;
(2)碘離子具有還原性,在酸性條件下能夠被氧化成碘單質(zhì),據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向裝置Ⅱ中加入KMnO4固體,連接裝置II、III,點(diǎn)燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液不變藍(lán),向Ⅱ中加入KMnO4固體,Ⅲ中加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,連接Ⅱ、Ⅲ,點(diǎn)燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液變藍(lán)。對(duì)比乙、丙實(shí)驗(yàn)可以知道,O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是:酸性環(huán)境;為進(jìn)一步探究該條件對(duì)反應(yīng)速率的影響;可采取的實(shí)驗(yàn)措施是:使用不同濃度的稀硫酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn),故答案為:酸性環(huán)境;使用不同濃度的稀硫狻作對(duì)比實(shí)驗(yàn);
(4)A.高錳酸鉀溶液能夠?qū)㈦p氧水氧化;導(dǎo)致高錳酸鉀溶液褪色,而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應(yīng),如果高錳酸鉀溶液褪色可證明混合氣體中含有雙氧水,故A正確;
B.氧氣和高錳酸鉀溶液都能夠氧化亞鐵離子;無法證明混合氣體中含有雙氧水,故B錯(cuò)誤;
C.高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化硫化氫;無法用硫化氫檢驗(yàn)混合氣體中是否含有雙氧水,故C錯(cuò)誤;
故答案為:A;
(5)KI溶液在空氣中久置的過程中會(huì)被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán),他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)的離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明他們的猜想是否正確的實(shí)驗(yàn)方案為:在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現(xiàn)象,若溶液變藍(lán)則猜想正確,否則錯(cuò)誤,故答案為:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液;觀察現(xiàn)象,若溶液變藍(lán)則猜想正確,否則錯(cuò)誤。
【點(diǎn)睛】
在做探究性實(shí)驗(yàn)的題目時(shí),根據(jù)資料,如果沒有得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,那么除了資料中給的化學(xué)反應(yīng),還要考慮酸性或堿性環(huán)境的影響,結(jié)合題目的上下文進(jìn)行聯(lián)系,綜合考慮得出結(jié)論。這是解答此類題目時(shí)的難點(diǎn)?!窘馕觥糠忠郝┒稫MnO4固體O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性環(huán)境使用同體積不同濃度的稀硫酸做對(duì)比實(shí)驗(yàn)A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現(xiàn)象,若溶液變藍(lán)則猜想正確,否則錯(cuò)誤13、略
【分析】【分析】
溴單質(zhì)氧化性較強(qiáng),能將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵,三價(jià)鐵在水溶液中是黃色的;要驗(yàn)證乙同學(xué)的判斷正確,可檢驗(yàn)黃色溶液中不含Br2或黃色溶液中含F(xiàn)e3+,根據(jù)Br2和Fe3+的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),Br2可溶于CCl4,F(xiàn)e3+可與KSCN溶液反應(yīng)生成血紅色物質(zhì);Br2能將Fe2+氧化成Fe3+,說明還原性:Fe2+>Br-;依據(jù)氧化還原反應(yīng)中“先強(qiáng)后弱”規(guī)律判斷。
【詳解】
(1)在足量的稀氯化亞鐵溶液中,加入1-2滴液溴,若沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使溶液呈黃色的微粒為Br2;若是發(fā)生化學(xué)反應(yīng),二價(jià)鐵離子被溴單質(zhì)氧化為三價(jià)鐵在水溶液中是黃色的;因此答案是:Br2;Fe3+;
(2)要驗(yàn)證乙同學(xué)的判斷正確,可檢驗(yàn)黃色溶液中不含Br2或黃色溶液中含F(xiàn)e3+,根據(jù)Br2和Fe3+的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),Br2可溶于CCl4,F(xiàn)e3+可與KSCN溶液反應(yīng)生成血紅色物質(zhì);方案一可選用CCl4(C),向黃色溶液中加入四氯化碳,充分振蕩、靜置,溶液分層,若下層呈無色,表明黃色溶液中不含Br2,則乙同學(xué)的判斷正確;方案二可選用KSCN溶液(D),向黃色溶液中加入KSCN溶液,振蕩,若溶液變?yōu)檠t色,則黃色溶液中含F(xiàn)e3+;則乙同學(xué)的判斷正確。
(3)根據(jù)上述推測(cè)說明發(fā)生反應(yīng)Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,由此說明亞鐵離子的還原性大于溴離子,Cl2具有氧化性,先氧化的離子是亞鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;因此答案是:Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-?!窘馕觥緽r2;Fe3+答案如下:
。
選用試劑。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
第一種方法。
C
有機(jī)層無色。
第二種方法。
D
溶液變紅。
Fe2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-三、原理綜合題(共9題,共18分)14、略
【分析】【詳解】
I.(1)①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1;
根據(jù)蓋斯定律,將②-①×整理可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1
(2)洗滌含SO2的煙氣,使SO2與洗滌劑發(fā)生反應(yīng)。
A.NaHSO3與SO2不能反應(yīng);不能作洗滌劑,A不符合題意;
B.由于亞硫酸的酸性比碳酸強(qiáng),所以NaHCO3與SO2能反應(yīng),產(chǎn)生Na2SO3或NaHSO3及CO2;因此能作洗滌劑,B符合題意;
C.由于鹽酸的酸性比亞硫酸的酸強(qiáng),所以BaCl2與SO2不能反應(yīng);不能作洗滌劑,C不符合題意;
D.FeCl3與SO2、H2O發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生FeCl2、HCl、H2SO4;因此可以作洗滌劑,D符合題意;
故合理選項(xiàng)是BD;
II.(3)根據(jù)方程式N2(g)+O2(g)?2NO(g),每反應(yīng)消耗1molN2、1molO2就會(huì)產(chǎn)生2molNO,則5min后達(dá)平衡,測(cè)得NO為1mol,則消耗N2為0.5mol,消耗O2為0.5mol,用N2的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(N2)==0.05mol/(L·min);此時(shí)各種氣體的濃度分別是c(N2)=mol/L,c(O2)=mol/L,c(NO)=mol,則此時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
②由曲線改變可知:改變外界條件后反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短,且化學(xué)平衡正向移動(dòng),由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng),則改變的條件可能是升溫或增大O2的濃度;
(4)有人設(shè)想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應(yīng)除去CO,該反應(yīng)反應(yīng)后氣體混亂程度減小,△S<0,若使該反應(yīng)在任何溫度下都不能實(shí)現(xiàn),則ΔG>0,ΔG=ΔH-T△S>0,由此判斷該反應(yīng)的ΔH>0;
(5)反應(yīng)2CO(g)2CO2(g)+N2(g)在570K時(shí)的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率,就應(yīng)該加快化學(xué)反應(yīng)速率,由于該條件下化學(xué)平衡常數(shù)已經(jīng)很大,在影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素中,采用升高溫度或增大壓強(qiáng),就需消耗較高的能量和動(dòng)力,對(duì)設(shè)備的材料承受的壓力要求也高,投入大大增加,一般不采用;而催化劑能夠成千上萬倍的加快化學(xué)反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間,因此在實(shí)際操作中最可行的措施是使用高效催化劑,故合理選項(xiàng)是C。【解析】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1BD0.05mol/(L·min)或0.57升溫或增大O2的濃度>C15、略
【分析】【詳解】
(1)常溫下,將濃度均為amol/L的酷酸鋰溶液和酷酸溶液等體積混合,根據(jù)電荷守恒可得:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Li+),則c(CH3COO-)+10b-14mol/L=0.5amol/L+10-bmol/L,整理可得c(CH3COO-)=
(2)根據(jù)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol可知;△H=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,則C≡O(shè)的鍵能=(-41.3kJ/mol)+(2×803kJ/mol)+(436kJ/mol)-(2×464kJ/mol)=1072.7kJ/mol;
(3)①2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g)
起始量(mol)0.20.40.100
反應(yīng)量(mol)2x4xxx2x
平衡量(mol)0.2-2x0.4-4x0.1-xx2x
則
解得x=0.05
0~10min內(nèi)用CO濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=
該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
②A.V正(DME)=v逆(H2);不滿足計(jì)量數(shù)關(guān)系,表明正逆反應(yīng)速率不相等,該反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
B.該反應(yīng)中氣體總質(zhì)量和體積始終不變;則混合氣體的密度為定值,不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.該反應(yīng)中氣體總質(zhì)量不變;而氣體的物質(zhì)的量為變量,當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí),表明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;
D.c(CO):c(VAC)=4:1;無法判斷各組分的濃度是否繼續(xù)變化,則無法判斷平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;
答案為:C;
③結(jié)合圖象可知;升高溫度,二甲醚的轉(zhuǎn)化率減小,說明平衡向著逆向移動(dòng),則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),該反應(yīng)的△H<0;180℃時(shí),醋酸乙烯選擇性最高,所以最佳的反應(yīng)溫度為180℃;
④保持溫度不變,向反應(yīng)釜中通入氬氣增大壓強(qiáng),由于各組分的濃度不變,則化學(xué)平衡不移動(dòng)。【解析】a/2+10-b-10b-141072.70.01mol·L-1·min-110000C<180℃不16、略
【分析】【詳解】
(1)①I+×II,整理可得SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H3=-98kJ/mol;
②活化分子比普通分子高出的能量稱為活化能,反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng),根據(jù)圖示可知該反應(yīng)的正反應(yīng)活化能為(E4-E3)kJ/mol;
③總反應(yīng)速率一般由慢反應(yīng)決定。反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)發(fā)生消耗的能量就越高,反應(yīng)就越不容易發(fā)生,該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率就越慢。從圖1中分析可知反應(yīng)I的活化能遠(yuǎn)大于反應(yīng)II的活化能,則說明決定V2O5催化氧化SO2的反應(yīng)速率的是反應(yīng)I;
(2)①根據(jù)圖示可知:從反應(yīng)開始至5min達(dá)到平衡時(shí)△n(SO2)=0.4mol-0.2mol=0.2mol,根據(jù)方程式可知:每有2molSO2反應(yīng),就會(huì)同時(shí)消耗1molO2,反應(yīng)產(chǎn)生2molSO3,若消耗0.2molSO2,則同時(shí)消耗0.1molO2,產(chǎn)生0.2molSO3,故v(SO3)==0.02mol/(L·min);由于反應(yīng)開始時(shí)充入SO2、O2的物質(zhì)的量相等,則O2的轉(zhuǎn)化率為=25%;
②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各種氣體的濃度c(SO2)==0.1mol/L,c(O2)==0.15mol/L;c(SO2)==0.1mol/L,則該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=【解析】①.-98②.E4-E3③.I④.0.02⑤.25⑥.6.6717、略
【分析】【詳解】
(1)總化學(xué)反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定。根據(jù)已知信息可知:在上述三個(gè)反應(yīng)中反應(yīng)II是慢反應(yīng);故反應(yīng)II決定NO的氧化反應(yīng)速率;
已知反應(yīng):Ⅰ.(快反應(yīng))
Ⅲ.(快反應(yīng))
IV.
根據(jù)蓋斯定律,將(IV)-(I)-(Ⅲ),整理可得:△H=(-a+b-c)kJ/mol;
(2)A.已知反應(yīng)Ⅰ:v正=k1·c2(NO),v逆=k2·c[(NO)2],當(dāng)反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài),v正=v逆,則k1·c2(NO)=k2·c[(NO)2],A正確;
B.反應(yīng)的活化能越大;反應(yīng)越難發(fā)生,反應(yīng)速率越慢。由于反應(yīng)I是快反應(yīng),反應(yīng)II是慢反應(yīng),說明反應(yīng)Ⅱ的活化能高于反應(yīng)Ⅰ的活化能,B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)速率常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,化學(xué)速率常數(shù)不變。所以增大NO的濃度,k1不變;C錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是BC;
(3)①在溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動(dòng),NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大。根據(jù)圖像可知:在壓強(qiáng)是p2時(shí)NO轉(zhuǎn)化率比p1時(shí)大,說明壓強(qiáng):p1<p2;
②由于是將NO、O2按2:1的物質(zhì)的量的比加入,二者反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是2:1,所以平衡時(shí)二者的轉(zhuǎn)化率相同。根據(jù)圖像可知:在400℃、p1條件下,NO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,所以O(shè)2的平衡轉(zhuǎn)化率也是40%;
③假設(shè)反應(yīng)開始時(shí)加入1mol的O2,則加入NO物質(zhì)的量是2mol,根據(jù)圖像可知在700℃、p2條件下,NO的平衡轉(zhuǎn)化率是20%,平衡時(shí)n(NO)=2mol×(1-20%)=1.6mol,n(O2)=1mol×(1-20%)=0.8mol,n(NO2)=2mol×20%=0.4mol,平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為n(總)=1.6mol+0.8mol+0.4mol=2.8mol,所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
(4)根據(jù)圖像可知:在其它條件不變時(shí),升高溫度,反應(yīng)的NO平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),同時(shí)該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以在恒容條件下,為提高NO轉(zhuǎn)化為NO2的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有增大O2的濃度或適當(dāng)降低反應(yīng)溫度?!窘馕觥縄I-a+b-cBC<40增大O2的濃度或適當(dāng)降低溫度18、略
【分析】【詳解】
(1)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
根據(jù)蓋斯定律,將①-②+③,整理可得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。
(2)①CO還原NO的反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H<0;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小放熱反應(yīng),既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,則化學(xué)反應(yīng)速率加快,且平衡正向移動(dòng),可采取措施可以是增大壓強(qiáng)或增大CO的濃度;
②實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。達(dá)到平衡后,只升高溫度,v正、v逆都增大,由于濃度不變,所以k正、k逆都增大。由于升高溫度化學(xué)平衡會(huì)向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),這說明k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù);
若在1L恒容密閉容器中充入1molCO和1molNO發(fā)生上述反應(yīng),在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則平衡時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量是0.4mol,反應(yīng)產(chǎn)生N2是0.2mol,此時(shí)CO、NO的物質(zhì)的量都是0.6mol,由于容器的容積是1L,則平衡時(shí)各種物質(zhì)的濃度c(CO)=c(NO)=0.6mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,c(N2)=0.2mol/L,該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K==當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正=v逆,則k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),==
(3)對(duì)于反應(yīng)4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(g),反應(yīng)開始時(shí)n(NH3)=0.90mol,n(NO)=1.20mol,達(dá)到平衡時(shí)n(NH3)=0.50mol,n(NO)=0.60mol,根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系,可知平衡時(shí)產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量n(N2)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.50mol,n(H2O)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.60mol,在溫度和容器的容積不變時(shí),氣體的壓強(qiáng)與物質(zhì)的量呈正比,若反應(yīng)開始時(shí)的壓強(qiáng)為P0,則平衡壓強(qiáng)=該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=
(4)SCR脫硝技術(shù)的主反應(yīng)為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密閉容器中起始投入一定量NH3、NO、O2進(jìn)行反應(yīng)。
①在影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件中,增大濃度、增大壓強(qiáng)、升高溫度都會(huì)增大反應(yīng)速率,其中溫度升高對(duì)反應(yīng)速率的影響大,由于溫度:a<b<c,所以在這三點(diǎn)中,主反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)椋篶>b>a;
②分析圖象中氮?dú)獾臐舛茸兓芍?50K時(shí)達(dá)到最大,550K后隨溫度升高濃度減小,變化趨勢(shì)說明在b點(diǎn)前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行,溫度升高,反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氮?dú)獾臐舛仍龃蟆.?dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后氮?dú)鉂舛入S溫度升高減小,說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),且隨著溫度的升高,有副產(chǎn)物的生成,也導(dǎo)致N2濃度降低?!窘馕觥緾H4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。增大壓強(qiáng)或增大CO的濃度<c>b>a先上升:反應(yīng)還未到達(dá)平衡狀態(tài),溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,單位時(shí)間內(nèi)N2濃度增大;后下降:達(dá)到平衡狀態(tài)后,隨著溫度升高,因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),且隨著溫度升高有副產(chǎn)物的生成,也導(dǎo)致N2濃度降低19、略
【分析】【詳解】
(1)在10~20min內(nèi),O2的濃度由0.79mol/L變?yōu)?.60mol/L,減小了0.19mol/L,則根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知:反應(yīng)消耗SO2的濃度△c(SO2)=2×0.19mol/L=0.38mol/L,則平均反應(yīng)速率v(SO2)==0.038mol?L-1?min-1;
該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)升高溫度時(shí),化學(xué)平衡逆向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)K將減??;
根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:反應(yīng)在20min時(shí)已經(jīng)達(dá)到平衡,在30min后,O2濃度增大,CO2濃度增大了0.08mol/L,方程式物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)O2、CO2是1:2,說明改變的條件可能是通入一定量的O2;也可能是適當(dāng)縮小容器的體積,使化學(xué)平衡正向移動(dòng),最終達(dá)到平衡狀態(tài),故合理選項(xiàng)是AC;
(3)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
②6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
③4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,②×2-③×3,整理可得④:2O3(g)=3O2(g)ΔH=-283kJ/mol<0;說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng);
將整理可得NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=-198kJ/mol;
(4)已知:反應(yīng)I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030
反應(yīng)II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
將反應(yīng)I-II,整理可得2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K===2.5×10121;K的數(shù)值很大,說明該反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度很大,因此該法能有效消除NO;CO尾氣污染;
(5)對(duì)于反應(yīng)NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g),在一定溫度下,在某恒定壓強(qiáng)為P的密閉容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,達(dá)到平衡狀態(tài)后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)
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