【題目】2016年冬季,霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。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)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線,如下圖所示。
據(jù)此判斷:
①該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”或“<”)。
②在T2溫度下,0~2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)________。
③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時,增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
④若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填代號)。
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。
①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:
CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867 kJ/mol
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ/mol
寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:_______________________
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達(dá)到低碳排放的目的。下圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________。
【答案】(1)①< ②0.025 mol·(L·s)-1
③
④bd
(2)①CH4(g)+N2O4(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-810.1 kJ/mol
②CO2+2H++2e-===HCOOH
【解析】(1)①根據(jù)圖像,“先拐先平數(shù)值大”得T1大于T2。升高溫度,二氧化碳的濃度降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即ΔH<0。②先根據(jù)圖像計算二氧化碳的反應(yīng)速率,v(CO2)==0.05 mol·(L·s)-1,同一化學(xué)反應(yīng)中同一時間段內(nèi),各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比,所以v(N2)=0.025 mol·(L·s)-1。③溫度越高反應(yīng)速率越大,催化劑接觸面積越大反應(yīng)速率越大,反應(yīng)到達(dá)平衡的時間越短。④反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,各物質(zhì)的反應(yīng)速率不再變化,故a錯誤;該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高,當(dāng)溫度不變時,化學(xué)平衡常數(shù)不變,故b正確;二氧化碳和一氧化氮的物質(zhì)的量相等時,該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),故c錯誤;反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化,故d正確。
(2)①將第一個方程式減第二個方程式得:CH4(g)+N2O4(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-810.1 kJ/mol。②催化劑b表面上二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成甲酸,所以發(fā)生的電極反應(yīng)式為:CO2+2H++2e-===HCOOH。
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【題目】下列離子方程式正確的是( )
A.硫酸氫銨溶液中滴加少量NaOH溶液:H++OH-=H2O
B.過量的SO2通入NaOH溶液中:SO2+2OH-=SO32-+H2O
C.漂白粉溶液在空氣中失效:ClO-+CO2+H2O=HClO+CO32-
D.用氨水溶解氯化銀沉淀:Ag++2 NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O
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【題目】可逆反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在體積固定的密閉容器中,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)
⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
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【題目】有下列各組物質(zhì):
A.O2和O3 B.12C和13C
C.CH3—CH2—CH2—CH3和
D. 和 E.甲烷和庚烷
⑴___________組兩物質(zhì)互為同位素;⑵__________組兩物質(zhì)互為同素異形體;
⑶_________組兩物質(zhì)屬于同系物;⑷_________組兩物質(zhì)互為同分異構(gòu)體;
⑸_________組中兩物質(zhì)是同一物質(zhì)。
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【題目】下列離子方程式書寫正確的是 ( )
A. 磁性氧化鐵溶于稀硝酸:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
B. 往NH4HCO3溶液中加過量的NaOH溶液并加熱:NH4++OH- NH3↑+H2O
C. 往酸性碘化鉀溶液中滴加適量的雙氧水:2H++2I-+H2O2=I2 + 2H2O
D. 向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液反應(yīng)至中性:H++SO42+ Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
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【題目】下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化過程,屬于氧化反應(yīng)的是( 。
A.Mg→MgO
B.CaO→CaCO3
C.Cl2→NaCl
D.H2SO4→SO2
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【題目】在一定條件下,PbO2與Cr3+反應(yīng),產(chǎn)物是Cr2O72-和Pb2+,則與1.0mol Cr3+反應(yīng)所需PbO2的物質(zhì)的量為( )
A.3.0mol B.2.5mol C.1.5mol D.0.75mol
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【題目】下圖所示為某化學(xué)興趣小組設(shè)計的乙醇催化氧化及其產(chǎn)物檢驗的實驗裝置(圖中加熱儀器、鐵架臺、鐵夾等均未畫出)。
圖中:A為無水乙醇(沸點為78℃),B為繞成螺旋狀的細(xì)銅絲或銀絲,C為無水CuSO4粉末,D為堿石灰,F(xiàn)為新制的堿性Cu(OH)2懸濁液。
(1)在上述裝置中,實驗時需要加熱的儀器為(填儀器或某部位的代號) _____________________。
(2)為使A中乙醇平穩(wěn)氣化成乙醇蒸氣,常采用的方法是_____________。
(3)檢驗乙醇氧化產(chǎn)物時F中的實驗現(xiàn)象是____________________________。
(4)E處是一種純凈物,其反應(yīng)方程式為_______________________________________。
(5)寫出乙醇發(fā)生催化氧化的化學(xué)方程式_______________________________________。
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