【题目】汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
I.已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)H=﹣1200kJmol﹣1
(1)该反应在___(填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度T1>T2),下列图象正确的是___(填标号)。
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:NO2 0.2mol,CO 0.4mol;乙:NO2 0.1mol,CO 0.2mol。
经过一段时间后达到平衡状态。
①N2的平衡体积分数:甲___乙(填“>、=、<或不确定”,下同)。
②NO2的平衡浓度:甲___乙。
③甲中CO的转化率为50%,该反应的平衡常数为___。
II.柴油汽车尾气中的碳烟(C)和NOx可通过某含钴催化剂催化消除。不同温度下,将模拟尾气(成分如表所示)以相同的流速通过该催化剂测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图所示。
模拟尾气 | 气体(10mol) | 碳烟 | ||
NO | O2 | He | ||
物质的量(mol) | 0.025 | 0.5 | 9.475 | 一定量 |
(4)375℃时,测得排出的气体中含amol O2和0.0525 mol CO2,已知X为N2,Y为N2O,则a=___。
(5)实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是___。
【答案】低温 CD > > 10L/mol 0.45 NO2气体中有N2O4,不便进行定量测定
【解析】
根据化学反应的复合判据判断反应能否自发进行;根据影响化学平衡的因素判断图像的正确;根据平衡转化率计算化学平衡常数,根据图像和守恒法计算。
Ⅰ.已知4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol1
(1)ΔH=-1200 kJ·mol1<0,正反应为气体体积减小的过程,即为熵减的过程,ΔS<0,结合复合判据ΔH-TΔS<0反应能自发进行,则该反应在低温时能自发进行;
(2)A.T1>T2,由T1到T2为降温,反应速率应减小,图像与实际不符,故A错误;
B.利用“先拐先平数值大”的原则,根据图中显示可得T1<T2,图像与实际不符,故B错误;
C.增大压强平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,CO2的体积分数增大;保持压强不变,降低温度,平衡向放热的方向移动,即向正反应方向移动,CO2的体积分数增大,图像与实际相符合,故C正确;
D.平衡常数只与温度有关,改变压强平衡常数不变,图像与实际相符合,故D正确;
答案选CD;
(3) ①甲的投料是乙的两倍,乙相当于在甲达到平衡后减小压强使容器的体积变为4L,减小压强平衡逆向移动,则甲中N2的平衡体积分数大于乙;
②甲的投料是乙的两倍,乙相当于在甲达到平衡后减小压强使容器的体积变为4L,若平衡不移动则乙中NO2浓度为甲中的一半,减小压强虽然平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,甲中NO2的平衡浓度大于乙;
③设甲中达到平衡状态时CO的变化物质的量为x ,则=50%,可得x=0.2mol,
则该反应的平衡常数K===10L/mol;
Ⅱ(4)模拟尾气中含NO0.025mol,X为N2,Y为N2O,根据图示NO转化为N2的转化率为16%,转化为N2O的转化率为8%,根据N守恒,则排出的气体中N2物质的量为0.025mol×16%÷2=0.002mol、N2O物质的量为0.025mol×8%÷2=0.001mol,排出的气体中有0.0525molCO2,根据得失电子守恒,0.002mol×2×2+0.001mol×2×1+4n(O2)消耗=0.0525mol×4,解得n(O2)消耗=0.05mol,则排出的气体中含O2物质的量为0.5mol-0.05mol=0.45mol,即a=0.45。
(5)实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是:NO2中存在2NO2N2O4的平衡体系,NO2气体中存在N2O4,不便于定量测定。
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【题目】使用胆矾配制1L0.1mol/L的硫酸铜溶液,正确的操作是( )
A.将胆矾加热除去结晶水后,称取16g溶解在1L水里
B.称取胆矾25g,溶解在1L水里
C.将25g胆矾溶于水,然后将此溶液稀释至1L
D.将16g胆矾溶于水,然后将此溶液稀释至1L
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【题目】K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:结合实验,下列说法不正确的是
A. ①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B. ②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C. 对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D. 若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
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【题目】铋酸钠(NaBiO3)常用作Mn2+鉴定的强氧化剂,某研究小组用浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3,还含少量Bi2O3、SiO2等杂质)制备铋酸钠,其流程如图:
己知:①NaBiO3是一种难溶于水的物质
②BiCl3极易水解生成不溶性的BiOCl沉淀
请回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有___(填标号)。
a.加入足量的蒸馏水 b.搅拌 c.粉碎矿石 d.降低温度
(2)溶浸时通常加入FeCl3溶液和浓盐酸,加入的浓盐酸需过量的目的是___,滤渣A的主要成分为___(填化学式)。
(3)反应④的化学方程式为___。
(4)NaBiO3可在酸性介质中将Mn2+氧化为MnO,故可用于Mn2+的鉴定。已知NaBiO3被还原为Bi3+,该反应的离子方程式为___。
(5)实验室为了测定NaBiO3样品的纯度,需要配制250mL0.500mol/LFeSO4溶液,所需要的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需要___。
(6)取上述NaBiO3样品10.0g,加入稀硫酸和MnSO4溶液使其完全溶解,稀释至100mL,取出20.00mL溶液,然后用新配制的0.500mol/LFeSO4溶液进行滴定,滴定完成后消耗24.80mLFeSO4溶液。则该样品中NaBiO3纯度为___%(结果保留小数点后一位)。
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【题目】一定温度下,在体积为1L的密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图。下列叙述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,Y的浓度是X浓度的倍
C.根据时的数据,可求出该温度下的平衡常数
D.时,逆反应速率大于正反应速率
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【题目】如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生发应,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示:
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________________。下图是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应为____________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)500℃该反应的平衡常数为______(保留两位小数),若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)500℃条件下,测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5mol/L,则此时v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)下列措施能使 增大的是______。
A.升高温度 B.在原容器中充入1molHe
C.将水蒸气从体系中分离出 D.缩小容器容积,增大压强
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【题目】1,3—环己二酮()常用作医药中间体,用于有机合成。1,3—环己二酮的一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)甲的分子式为___。
(2)丙中含有官能团的名称是___。
(3)反应①所需的试剂和条件是___;②的反应类型是___。
(4)丁的结构简式为___。
(5)写出丙与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式___。
(6)符合下列条件的乙的同分异构体共有___种。
①能发生银镜反应
②能与NaHCO3溶液反应
其中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶2∶6的一种同分异构体的结构简式为___(任写一种)。
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【题目】已知H3BO3是一元酸,室温时,用1.0mol·L-1的NaOH溶液滴定25.00mL H3BO3溶液的曲线如图所示:
下列说法正确的是( )
A.可用酚酞作滴定指示剂
B.起始时H3BO3的浓度为0.8mol·L-1
C.H3BO3的电离常数数量级为10-5
D.滴定至pH=12时,溶液中:c(OH-)<c(H3BO3)+c(H+)
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【题目】锑(Sb)是第VA族元素,其单质主要用于制造合金、半导体。三氧化二锑俗称锑白,是白色粉末,不溶于水,是一种两性氧化物,主要用于白色颜料、油漆和塑料、石油化工等。某工厂用羽毛矿(主要成分为Pb4FeSb6S14)制取锑白的工艺流程如图所示:
(1)Pb4FeSb6S14中的锑元素只显一种化合价,则其化合价是______。X是一种固体单质,其成分是___(填化学式)。
(2)氯化浸出中,除铅与X外,被氧化的元素反应后均显高价,写出相应的化学方程式:______________。操作1为加水稀释,写出生成SbOCl的离子方程式:___________。
(3)试剂1通常选用氨水而不是NaOH溶液,最可能的原因是_______。操作2的内容是_________、干燥。
(4)在强碱性条件下电解Na3SbS3溶液(原理如图)可得到单质锑。
写出阴极的电极反应式:_______,B电极应接电源的______极,当有2 mol Sb生成时,通过阳离子交换膜的离子数为_________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
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