【題目】霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài),霧霾的源頭多種多樣,比如汽車尾氣、工業(yè)排放、建筑揚(yáng)塵、垃圾焚燒,甚至火山噴發(fā)等。

(1)汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑的條件下可凈化。

①已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下

分子式/結(jié)構(gòu)式

NO/N≡O(shè)

CO/C≡O(shè)

CO2/O=C=O

N2/N≡N

化學(xué)鍵

N≡O(shè)

C≡O(shè)

C=O

N≡N

鍵能(KJ/mol)

632

1072

750

946

請(qǐng)完成汽車尾氣凈化中NO(g)和CO(g)發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=_________kJ/mol

②若上述反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進(jìn)行,并在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài),則下列示意圖不符合題意的是_________(填選項(xiàng)序號(hào))。(下圖中vK、n、P分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和總壓強(qiáng))

(2)在t1℃下,向體積為10L的恒容密閉容器中通入NO和CO , 測得了不同時(shí)間時(shí)NO和CO的物質(zhì)的量如下表:

時(shí)間/s

0

1

2

3

4

5

n(NO)/×l0-2mol

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

n(CO)/×l0-1mol

3.60

3.05

2.85

2.75

2.70

2.70

t1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__,既能增大反應(yīng)速率又能使平衡正向移動(dòng)的措施是_。(寫出一種即可)

(3)如圖1所示,以N2O4為原料采用電解法可制備新型綠色硝化劑(一種氮氧化物)寫出生成這種硝化劑的陽極電極反應(yīng)式________________________。

圖1 圖2

(4)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。在氨氣足量的情況下,不同c(NO2)/c(NO)、不同溫度對(duì)脫氮率的影響如圖2所示(已知氨氣催化還原氮氧化物的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),請(qǐng)回答溫度對(duì)脫氮率的影響____________________,給出合理的解釋:____________________________________。

【答案】 -538 A,B,C 500 加壓等。 N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+ 300℃之前,溫度升高脫氮率逐漸增大 300℃之后,溫度升高脫氮率逐漸減小

300℃之前,反應(yīng)未平衡,反應(yīng)向右進(jìn)行,脫氮率增大 300℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,后升溫平衡逆向移動(dòng),脫氮率減小

【解析】(1)①本題考查焓變與鍵能的關(guān)系,△H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=[2×632+2×1072-(946+4×750)]kJ·mol-1=-538kJ·mol-1;②本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,A、因?yàn)槭呛銣睾闳,因此正反?yīng)速率隨著反應(yīng)進(jìn)行而減小,故說法錯(cuò)誤;B、化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,化學(xué)平衡常熟不變,因?yàn)槭呛銣貭顟B(tài),因此化學(xué)平衡狀態(tài)不變,故說法錯(cuò)誤;C、根據(jù)圖像,t1時(shí)刻沒有達(dá)到平衡,故說法錯(cuò)誤;D、壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比,反應(yīng)前氣體物質(zhì)的量大于反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量,因此隨著反應(yīng)進(jìn)行,壓強(qiáng)減少,故說法正確;(2)本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算以及影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)因素,

2NO(g)+2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)

起始:(mol·L-1) 1×10-2 3.6×10-2 0 0

變化: 9×10-3 9×10-2 4.5×10-3 9×10-3

平衡: 1×10-3 2.7×10-2 4.5×10-3 9×10-3,根據(jù)平衡常數(shù)定義,K=c2(CO2)×c(N2)/[c2(NO)×c2(CO)],代入數(shù)值,解得K=500,增大反應(yīng)速率以及反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),采取措施是加壓,增加NO或CO的濃度等;(3)本題考查電極反應(yīng)式的書寫,陽極是失電子,化合價(jià)升高,根據(jù)工作原理,陽極應(yīng)是左端的Pt,N2O4-2e→N2O5,加入無水HNO3,因此電極反應(yīng)式為N2O4+2HNO3-2e=2N2O5+2H;(4)根據(jù)圖像得出:300℃之前,反應(yīng)未平衡,反應(yīng)向右進(jìn)行,脫氮率增大;300℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,后升溫平衡逆向移動(dòng),脫氮率減小。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】下列晶體熔化時(shí)不需要破壞化學(xué)鍵的是(
A.金剛石
B.氟化鎂
C.冰
D.金屬鉀

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【題目】短周期元素W、XY、Z的原子序數(shù)依次增加。m、pr是由這些元素組成的二元化合物,n是元素Z的單質(zhì),通常為黃綠色氣體,q的水溶液具有漂白性, r溶液是一種常見的強(qiáng)酸,s通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A. 原子半徑的大小WXY

B. 元素的非金屬性ZXY

C. Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài)

D. X的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸

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【題目】在體積為V L的恒容密閉容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)發(fā)生反應(yīng)H2(g)+Br2(g)2HBr(g);ΔH<0。當(dāng)溫度分別為T1、T2,平衡時(shí),H2的體積分?jǐn)?shù)與Br2(g)的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.若b、c兩點(diǎn)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1>K2

B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:b>a

C.為了提高Br2(g)的轉(zhuǎn)化率可采取增加Br2(g)通入量的方法

D.b、c兩點(diǎn)的HBr的體積分?jǐn)?shù)b>c

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【題目】液氨和水類似,也能電離:NH3+NH3NH4++NH2,25℃時(shí),其離子積K=1.0×10﹣30mol2L﹣2.現(xiàn)將2.3g金屬鈉投入1.0L液氨中,鈉完全反應(yīng),有NaNH2和H2產(chǎn)生,則所得溶液中粒子關(guān)系不正確的是(設(shè)溫度保持不變,溶液體積為1L)

A.c(Na+)=c(NH2) B.c(NH4+)=1.0×10﹣29molL﹣1

C.c(NH2)>c(NH4+) D.c(NH4+) c(NH2)=1.0×10﹣30 mol2L﹣2

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【題目】下列關(guān)于乙烯的說法中,不正確的是(  )

A. 是無色氣體,比空氣略輕,難溶于水

B. 與溴水發(fā)生取代反應(yīng)而使溴水褪色

C. 乙烯的產(chǎn)量標(biāo)志著一個(gè)國家的石油化工水平

D. 可用點(diǎn)燃法鑒別乙烯和甲烷

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【題目】下列現(xiàn)象不能用氫鍵解釋的是(
A.冰的密度小于液態(tài)水
B.氨氣易液化
C.HF的沸點(diǎn)高于HI
D.有機(jī)物普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象

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【題目】鎂燃料電池作為一種高能化學(xué)電源,具有比能量高、使用安全方便、成本低、燃料易于貯運(yùn)、污染小等特點(diǎn),擁有良好的應(yīng)用前景。如圖是鎂燃料電池的一種原理圖,該裝置為圓筒狀,其中心為鎂柱,圓筒為可透氣的導(dǎo)電材料。下列有關(guān)該鎂燃料電池的敘述正確的是

A. 該電池的總反應(yīng)為2Mg+O2=2MgO

B. 反應(yīng)生成O2-,該離子有正極移向負(fù)極

C. Cl-在陽極失去電子生成Cl2

D. 正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-

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【題目】碳酸亞鐵(FeCO3)是菱鎂礦的主要成分,將FeCO3加熱到200℃開始分解為FeO和CO2,若在空氣中高溫煅燒FeCO3生成Fe2O3。

I.已知25℃,101kPa時(shí):4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648kJ/mol

C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393 kJ/mol 2FeCO3(s)=2Fe(s)+ 3O2(g) △H=+148OkJ/mol

(1)請(qǐng)寫出FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式_______。

Ⅱ.生成的FeO和Fe2O3在一定條件下被還原為金屬鐵。

(2)據(jù)報(bào)道一定條件下Fe2O3可被甲烷還原為“納米級(jí)”的金屬鐵。其反應(yīng)為:

Fe2O3(s)+3CH4(g)=2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) △H>0

① 原子序數(shù)為26的鐵元素位于元素周期表的第_______周期。

②反應(yīng)在5L的密閉容器中進(jìn)行,2min后達(dá)到平衡,測得Fe2O3在反應(yīng)中質(zhì)量消耗4.8g。則該段時(shí)間內(nèi)用H2表達(dá)的平均反應(yīng)速率為____________。

③將一定量的Fe2O3(s)和一定量的CH4(g)置于恒溫恒壓容器中,在一定條件下反應(yīng),能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________

a.CH4的轉(zhuǎn)化率等于CO的產(chǎn)率 b.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

c.v(CO):v(H2)=1:2 d.固體的總質(zhì)量不變

(3)FeO可用CO進(jìn)行還原,已知:t℃時(shí),F(xiàn)eO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),K=0.5,若在1L密閉容器中加入0.04mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)的轉(zhuǎn)化率為50%,則x=_______

Ⅲ. Fe2O3還可用來制備FeCl3,F(xiàn)eCl3在水溶液中的水解分三步:

Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1

Fe(OH)2++ H2OFe(OH)2++H+ K2

Fe(OH)2++ H2OFe (OH)3+H+ K3

(4)以上水解反應(yīng)的平衡常效K1、K2、K3由大到小的順序是_______。通過控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合生成聚合物的離子方程式為:xFe3++yH2O===Fex(OH)y(3x-y)++yH+

欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是__________(填字母)

a.加水稀釋 b.加入少量NaCl固體 c.升溫 d.加入少量Na2CO3固體

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