【題目】目前“低碳減排”備受關注,CO2的產生及有效開發(fā)利用成為科學家研究的重要課題.
(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)生該反應時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(I)的變化曲線如圖所示.據(jù)此判斷:
①該反應的△H0(填“>”或“<”).
②在T2溫度下,0﹣2s內的平均反應速率v(N2)=mol/(Ls).
③若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是(填代號).
(2)直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題.
①煤燃燒產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)△H=﹣867kJmol﹣1
2NO2(g)═N2O4(g)△H=﹣56.9kJmol﹣1
寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)的熱化學方程式: .
②將燃煤產生的二氧化碳回收利用,可達到低碳排放的目的.如圖是通過人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖.催化劑b表面發(fā)生的電極反應為 .
③常溫下0.1molL﹣1的HCOONa溶液pH為10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=molL﹣1(填寫最終計算結果).
【答案】
(1)<;0.025;bd
(2)CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol;2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH;10﹣7
【解析】(1)①由圖1可知,溫度T1先到達平衡,故溫度T1>T2 , 溫度越高平衡時,二氧化碳的濃度越低,說明升高溫度平衡向逆反應移動,故正反應為放熱反應,即△H<0,故答案為:<;②由圖可知,T2溫度時2s到達平衡,平衡時二氧化碳的濃度變化量為0.2mol/L,故v(CO2)= =0.05mol/(Ls),速率之比等于化學計量數(shù)之比,故v(N2)= v(CO2)= ×0.05mol/(Ls)=0.025mol/(Ls),故答案為:0.025mol/(Ls);③a.到達平衡后正、逆速率相等,不再變化,t1時刻V正最大,之后隨反應進行速率發(fā)生變化,未到達平衡,故a錯誤;b.該反應正反應為放熱反應,隨反應進行溫度升高,化學平衡常數(shù)減小,到達平衡后,溫度為定值,達最高,平衡常數(shù)不變,為最小,圖象與實際符合,故b正確,c.t1時刻后二氧化碳、NO的物質的量發(fā)生變化,t1時刻未到達平衡狀態(tài),故c錯誤;d.NO的質量分數(shù)為定值,t1時刻處于平衡狀態(tài),故d正確;
故答案為:bd;(2)①已知:Ⅰ、CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣867kJ/mol
Ⅱ、2NO2(g)N2O4(g)△H2=﹣56.9kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ﹣Ⅱ得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),故△H=﹣867kJ/mol﹣(﹣56.9kJ/mol)=﹣810.1kJ/mol,
即CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol,故答案為:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=﹣810.1kJ/mol;②由圖可知,左室投入水,生成氧氣與氫離子,電極a表面發(fā)生氧化反應,為負極,電極反應式為2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+ , 右室通入二氧化碳,酸性條件下生成HCOOH,電極b表面發(fā)生還原反應,為正極,電極反應式為2CO2+4e﹣+4H+═2HCOOH,故答案為:2CO2+4H++4e﹣=2HCOOH;③常溫下,0.1mol/L的HCOONa溶液pH為10,溶液中存在HCOO﹣水解HCOO﹣+H2OHCOOH+OH﹣ , 故Kh= =10﹣7 , 則HCOOH的電離常數(shù)Ka= = =10﹣7 , 故答案為:10﹣7 .
(1)①根據(jù)到達平衡的時間判斷溫度高低,根據(jù)平衡時二氧化碳的濃度判斷溫度對平衡的影響,進而判斷△H;②由圖可知,T2溫度平衡時,二氧化碳的濃度變化量為0.1mol/L,根據(jù)v= 計算v(CO2),再根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v(N2);③A.到達平衡后正、逆速率相等,不再變化;B.到達平衡后,溫度為定值,平衡常數(shù)不變,結合反應熱判斷隨反應進行容器內溫度變化,判斷溫度對化學平衡常數(shù)的影響;C.t1時刻后二氧化碳、NO的物質的量發(fā)生變化,最后不再變化;D.到達平衡后各組分的含量不發(fā)生變化;(2)①根據(jù)蓋斯定律,由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構造目標熱化學方程式;②由圖可知,左室投入水,生成氧氣與氫離子,電極a表面發(fā)生氧化反應,為負極,右室通入二氧化碳,酸性條件下生成HCOOH,電極b表面發(fā)生還原反應,為正極;③計算水解平衡常數(shù)Kh,再根據(jù)Ka= 計算.
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 氧化還原反應的本質是元素化合價發(fā)生變化
B. 還原劑是一種能夠得到電子的物質
C. 物質所含元素化合價升高的反應是還原反應
D. 氧化反應和還原反應是同時發(fā)生的
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【題目】下列幾組判斷均正確的是( ) ① 和 互為同位素 ② 和 為同一物質③ 和 為同分異構體④O2和O3互為同素異形體⑤ 和 為同系物 ⑥ 和 為芳香化合物( )
A.①③④⑥
B.①②④⑤
C.①②⑤⑥
D.②③④⑤
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【題目】置換反應的通式可用如圖表示,單質甲、乙和化合物A、B為中學常見物質,請回答下列問題:
(1)若化合物A常溫下呈液態(tài),化合物B的焰色反應呈黃色,則該反應的離子反應方程式為
(2)工業(yè)上利用置換反應原理制備一種半導體材料,寫出該反應的化學方程式
(3)若氣體單質乙能在空氣中燃燒,化合物B為黑色磁性晶體,寫出該反應的化學方程式 .
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【題目】一種熔融碳酸鹽燃料電池工作原理如圖所示.則下列推斷錯誤的是( )
A.放電時負極有CO2生成
B.正極反應為O2+2CO2+4e﹣═2CO32﹣
C.反應CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1molCH4轉移6mol 電子
D.該電池可在常溫或高溫時進行工作,對環(huán)境具有較強的適應性
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【題目】設NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是( )
A.標準狀況下,2.24LH2O含有的分子數(shù)目為0.1NA
B.1mol/LCu(NO3)2溶液中NO3﹣的數(shù)目為2NA
C.2.4gMg轉變成Mg2+失電子的數(shù)目為0.2NA
D.6.2gNa2O所含Na+的數(shù)目為0.1NA
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【題目】如圖所示的分子酷似企鵝,化學家ChrisScotton將該分子以企鵝來取名為Penguinone。
下列有關Penguinone的說法不正確的是( )
A.Penguinone中存在兩種官能團
B.Penguinone是一種芳香醛
C.Penguinone中存在與乙烯相同的官能團,所以其與乙烯有相似的性質
D.如果該分子中的雙鍵都能加成,則1molPenguinone能與3mol氫氣反應
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【題目】制備干燥氨氣所需的藥品是( )
A. NH4Cl溶液、NaOH溶液、堿石灰
B. 飽和氨水
C. NaOH溶液、NH4Cl溶液、濃硫酸
D. NH4Cl固體、堿石灰、消石灰
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【題目】①1mol丙酮酸( )在鎳的催化下與1mol氫氣發(fā)生加成反應轉變成乳酸,則乳酸的結構簡式為。
②在酸性條件下,與乳酸具有相同官能團的乳酸的同分異構體A發(fā)生消去反應生成B,則由A生成B的化學方程式為。
③B與甲醇生成的酯可以聚合,則該聚合物的結構簡式為。
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