【題目】碳、氮及其化合物在生產(chǎn)生活中有著重要作用。請回答下列問題:

(1)用CH4 催化還原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:

CH4(g) + 4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1;

CH4(g) + 4NO(g) 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2

2 mol CH4 還原NO2 N2,整個過程中放出的熱量為1 734 kJ,則ΔH2=____。

(2)據(jù)報道,科學家在一定條件下利用Fe2O3與甲烷反應可制取納米級的金屬鐵。其反應為Fe2O3(s) + 3CH4(g)2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) ΔH>0。

若該反應在恒溫恒壓容器中進行,能表明該反應達到平衡狀態(tài)的是____(填字母)。

a.CH4的轉(zhuǎn)化率等于CO的產(chǎn)率

b.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

c.v(CO)v(H2#)的比值不變

d.固體的總質(zhì)量不變

該反應達到平衡時某物理量隨溫度的變化如圖所示,當溫度由T1升高到T2時,平衡常數(shù)KA___KB(“>”、“<”“=”)?v坐標可以表示的物理量有哪些___________。

a.H2的逆反應速率

b.CH4的體積分數(shù)

c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量

(3)若向20 mL 0.01 mol·L-l的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定濃度的燒堿溶液,測得混合溶液的溫度變化如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是____(填字母)。

a.該燒堿溶液的濃度為0.02 mol·L-1

b.該燒堿溶液的濃度為0.01 mol·L-1

c.HNO2的電離平衡常數(shù):b>a

d.b點到c點,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(NO2)>c(OH-)>c(H+)

【答案】 -1160 kJ·mol-1 bd < bc bc

【解析】(1)2 mol CH4 還原NO2 N2,整個過程中放出的熱量為1 734 kJ,熱化學方程式:CH4(g) + 2NO2(g) N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1;由蓋斯定律可得:(ΔH1+ΔH2)/2=ΔH,代入數(shù)據(jù):(-574 kJ·mol-1+ΔH2)/2=-867 kJ·mol-1,ΔH2= -1160 kJ·mol-1。

(2)①在恒溫恒壓容器中反應為:Fe2O3(s) + 3CH4(g)2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) ΔH>0a.CH4的轉(zhuǎn)化率等于CO的產(chǎn)率,表示同方向轉(zhuǎn)化與生成,無法判斷,a錯誤;b.由方程式可知,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是變量,一定條件下變量不變,說明反應達到新平衡,b正確; c.v(CO)v(H2)的比值恒定,且沒有指明方向,不能作為判斷是否達到平衡的依據(jù),c錯誤;d.反應前后固體的總質(zhì)量是變量,一定條件下變量不變,說明反應達到新平衡,d正確;故bd正確。

②該反應的正反應是吸熱反應,溫度升高,平衡右移,由K表達式可知,KA<KB;溫度升高,正、逆反應速率均增大,故a錯誤;溫度升高,平衡右移,CH4的體積分數(shù)減小,故b正確;溫度升高,平衡右移,極值分析可知,假設起始3mol氣體全部為甲烷,相對分子質(zhì)量為16,全部右移動生成3molCO6molH2,平衡平均對摩爾質(zhì)量=(3mol×28g/mol+6mol×2g/mol)/9mol==10.67g/mol,故c正確;選bc。

(3)由圖所示,b點溫度最高,說明酸堿恰好完全反應,n(HNO2)=n(NaOH),c(NaOH)= 20 mL ×0.01 mol·L-l/20 mL=0.01 mol·L-1,a錯誤,b正確;由a點到b反應溫度升高,平衡右移,電離平衡常數(shù)增大,b點電離平衡常數(shù)大于a點,故c正確;從b點到c點,可能出現(xiàn)c(OH-)大于c(NO2),d錯誤;選bc。

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Cl2(aq)+ H2O HClO + H+ +Cl K2=103.4

HClO H+ + ClO Ka=?

其中Cl2(aq)、HClOClO分別在三者中所占分數(shù)(α)pH變化的關(guān)系如圖所示。下列表述錯誤的是

A. 氯處理飲用水時,在冬季的殺菌效果比在夏季好

B. 25℃時,HClO的電離常數(shù)Ka=107.5

C. Cl2(g)+ H2O 2H+ + ClO + Cl K=1010.9

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1)寫出YX4+的電子式_______。

2)寫出ZW所形成的鹽與 YX3的水溶液反應的離子方程式________________

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