【題目】為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量,研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
I.汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應(yīng):N2+O22NO,是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。
(1)在T1、T2溫度下,一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時N2 的體積分數(shù)隨時間變化如右圖所示,根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)的△H__________0(填“>"或“ <”)。
(2)在T3溫度下,向2L密閉容器中充入10molN2與5molO2,50秒后達到平衡,測得NO的物質(zhì)的量為2mol,則該反應(yīng)的速率v(N2)_________。該溫度下,若增大壓強此反應(yīng)的平衡常數(shù)將____________(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確記”);若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol,則達到平衡后O2的轉(zhuǎn)化率為__________。
II.甲烷和甲醇可以做燃料電池,具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景,回答下列問題
(3)甲醇燃料電池(簡稱DMFC )由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如右圖所示:
通入a氣體的電極是原電池的____________極(填“正”或“負”),其電極反應(yīng)式為_______________。
(4)某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進行飽和氯化鈉溶液電解實驗,如圖所示U形管中氯化鈉溶液的體積為800ml。閉合K后,若每個電池甲烷用量為0.224L (標況),且反應(yīng)完全,則理論上通過電解池的電量為 __________(法拉第常數(shù)F=9.65×104C/mol),若產(chǎn)生的氣體全部逸出,電解后溶液混合均勻,電解后U形管中溶液的pH為_________。
【答案】(1) > (2) 0.01mol/(L.s) 不變 14.3%
(3) 負 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
(4)7.72×103 c(5)13
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)題給圖像知,溫度為T2時先達到平衡狀態(tài),說明溫度為T2時反應(yīng)速率快,故溫度:T1<T2,但溫度為T2時反應(yīng)達平衡時氮氣的體積分數(shù)低,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行,正方應(yīng)是吸熱反應(yīng),即△H>0。
(2)50秒后達到平衡,測得NO的物質(zhì)的量為2mol,根據(jù)方程式可知消耗氮氣是1mol,則該反應(yīng)的速率v(N2)根據(jù)公式v=△n/V△t將題給數(shù)據(jù)代入計算得υ(N2)==0.01 mol·L-1·s-1;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,增大壓強平衡常數(shù)不變;平衡時氮氣和氧氣的濃度分別是5mol/L-0.5mol/L=4.5mol/L、2.5mol/L-0.5mol/L=2mol/L,NO的濃度是1mol/L,T3溫度下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1/9,如果該溫度下,若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol,則
N2 (g) + O2(g)2NO(g)
起始濃度(mol/L) 0.5 0.5 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) x x 2x
平衡濃度(mol/L) 0.5-x 0.5-x 2x
因此平衡常數(shù)K==1/9,解得x=1/14,因此達到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為14.3%;
(3)燃料電池中,通入燃料的電極為負極,發(fā)生氧化反應(yīng)。根據(jù)裝置圖可知左側(cè)是電子流出的一極,所以通入a氣體的電極是原電池的負極。由于存在質(zhì)子交換膜,所以甲醇被氧化生成二氧化碳,電極方程式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;
(4)電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,可知關(guān)系式1 mol CH4~8 mol e﹣~8molNaOH,故若每個電池甲烷通入量為0.224L(標準狀況),生成0.08molNaOH,c(NaOH)=0.08mol÷0.8L=0.1mol/L,pH=13;電解池通過的電量為×8×9.65×104Cmol﹣1=7.72×103C(題中雖然有兩個燃料電池,但電子的傳遞量只能用一個池的甲烷量計算。
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【題目】現(xiàn)有化學(xué)藥品:鋅、稀硝酸、濃硫酸、鹽酸、苛性鈉、生石灰、純堿。能與鋅、純堿保存在同一藥櫥中的是( )
A.稀硝酸、濃硫酸、鹽酸 B.生石灰、稀硝酸
C.苛性鈉、生石灰 D.稀硝酸、濃硫酸、鹽酸、苛性鈉、生石灰
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【題目】下列說法正確的是( )
A.物質(zhì)的溶解性為難溶,則該物質(zhì)不溶于水
B.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0
C.絕對不溶解的物質(zhì)是不存在的
D.某離子被沉淀完全是指該離子在溶液中的濃度為0
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【題目】下列說法正確的是( )
A.石英廣泛應(yīng)用于光纖通訊 B.工藝師用鹽酸雕刻石英制作藝術(shù)品
C.水晶項鏈和瓷器都是硅酸鹽制品 D.粗硅制高純硅不涉及氧化還原反應(yīng)
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【題目】下列關(guān)于化學(xué)元素的敘述,錯誤的是( )
A. 在你的身體中,含量最高的化學(xué)元素是O
B. 沙漠中仙人掌,含量最多的化合物和含量最多的有機物共有的元素是H和O
C. 組成蛋白質(zhì)的元素都是大量元素
D. 活細胞中的主要元素是C、H、O、N、P、S
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【題目】在容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)。圖甲表示200 ℃時容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時間的變化,圖乙表示不同溫度下平衡時C的體積分數(shù)隨起始n(A)∶n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是
A.200℃時,反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(B)=0.04 mol·L-1·min-1
B.200℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為25
C.當外界條件由200℃降溫到100℃,原平衡一定被破壞,且正逆反應(yīng)速率均增大
D.由圖乙可知,反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH<0,且a=2
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【題目】下列說法正確的是
A. 增大壓強,使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加,化學(xué)反應(yīng)速率一定增大
B. 升高溫度,使活化分子百分數(shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率一定增大
C. 活化分子間所發(fā)生的分子間的碰撞均為有效碰撞
D. 加入反應(yīng)物,使活化分子百分數(shù)增加,化學(xué)反應(yīng)速率一定增大
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【題目】下列說法不正確的是:( )
A.在高溫條件下,C能置換Si02中的Si,說明C的非金屬性比Si強
B.單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的常用材料
C.熔融燒堿不能使用石英坩堝和陶瓷坩堝
D.置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),不一定是離子反應(yīng)
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【題目】化學(xué)與生產(chǎn)和生活密切相關(guān),下列說法正確的是( )
A. 聚乙烯塑料的老化是因為發(fā)生了加成反應(yīng)
B. 農(nóng)業(yè)上為了提高糧食的產(chǎn)量應(yīng)大量使用化肥
C. 合成纖維、人造纖維及碳纖維都屬于有機高分子材料
D. 利用糧食釀酒經(jīng)歷了淀粉→葡萄糖→乙醇的化學(xué)變化過程
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