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9.氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题,下面是氮的氧化物的几种不同情况下的转化.

(1)已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
则SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的反应为放热(填“放热”或“吸热”)反应.
(2)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)?SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图1所示.
①反应在c点未达(填“达到”或“未到”)平衡状态.
②开始时,在该容器中加入:
Ⅰ:1molSO2(g)和1molNO2(g); 
II:1molSO3(g)和1mol NO(g),
则达化学平衡时,该反应的平衡常数Ⅰ<Ⅱ(填“>”、“=”或“<”).
(3)用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物时发生下列反应:
2NaOH+NO+NO2?2NaNO2+H2O
2NaOH+2NO2?NaNO2+NaNO2+H2O
将反应混合液和氢氧化钠溶液分别加到如图2所示的电解槽中进行电解,A室产生了N2
①电极Ⅰ是阴极,B室产生的气体是O2
②A室NO2-发生的电极反应是2NO2-+6e-+6H2O=8OH-+N2↑.
(4)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.现有NO、NO2的混合气6L,可用同温同压下7L的NH3恰好使其完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1:3.

分析 (1)根据所给的条件反应,结合要求的目标反应,将条件反应调整计量数并做相应的加减得目标反应,反应热做相应的变化即可;
(2)①反应达平衡的根本标志是V=V,而c点的只是V最大而已;
②容器恒容绝热,SO2(g)+NO2(g)?NO(g)+SO3 (g)△H<0,反应放热,若在该容器中加入:Ⅰ:1molSO2(g)和1molNO2(g),则开始反应放热;若在容器中加入II:1molSO3(g)和1mol NO(g),则开始时反应吸热,据此分析平衡常数;
(3)通过A室产生了N2,可知A极的电解质溶液为NaNO3和NaNO2的混合溶液,NO2-在A极放电为N2,则A为阴极;则B极为阳极,电解质溶液为NaOH溶液,OH-在B极放电,据此分析;
(4)设出NO的体积为XL,NO2的体积为YL,则有X+Y=6 ①然后根据和氨气反应时得失电子数守恒可有:2X+4Y=7×3 ②将两式联立解答.

解答 解:(1)已知:2SO2(g)+O2 (g)?2SO3 (g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2 (g)?2NO2 (g)△H=-113.0kJ•mol-1
根据盖斯定律,将$\frac{1}{2}$(①-②)可得:SO2(g)+NO2(g)?NO(g)+SO3 (g)△H=$\frac{1}{2}$[(-196.6kJ•mol-1)-(-113.0kJ•mol-1)]=-41.6KJ/mol,该反应的焓变△H<0,为放热反应,
故答案为:放热;
(2)①化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变,其实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率显然还在改变,故一定未达平衡,
故答案为:未达;
②容器恒容绝热,SO2(g)+NO2(g)?NO(g)+SO3 (g)△H<0,反应放热,若在该容器中加入:Ⅰ:1molSO2(g)和1molNO2(g),则开始反应放热,温度升高平衡左移,K减小;若在容器中加入II:1molSO3(g)和1mol NO(g),则开始时反应吸热,温度降低平衡右移,K增大,故该反应的平衡常数Ⅰ<Ⅱ,
故答案为:<;
(3)通过A室产生了N2,可知I极的电解质溶液为NaNO3和NaNO2的混合溶液,NO2-在I放电为N2,则A为阴极;则II极为阳极,电解质溶液为NaOH溶液,OH-在II极放电.
①电极I为阴极,由于B室为NaOH溶液,且II极为阳极,故在II极放电的是氢氧根:4OH--4e-=O2↑+2H2O,即产生的气体为氧气,
故答案为:阴极;O2
②NO2-在阴极得电子被还原为氮气,结合B室的溶液是中性溶液,故放电的方程式为:2NO2-+6e-+6H2O=8OH-+N2↑,
故答案为:2NO2-+6e-+6H2O=8OH-+N2↑;
(4)设出NO的体积为XL,NO2的体积为YL,根据混合气体的体积为6L,则有X+Y=6 ①
氨气反应时,NO和NO2得电子,而氨气失电子,根据得失电子数守恒可有:2X+4Y=7×3 ②
将两式联立即可解得X=1.5,Y=4.5,则有X:Y=1:3,
故答案为:1:3.

点评 本题考查较为综合,涉及本题考查了盖斯定律的应用、化学平衡常数的大小比较以及电化学知识的运用,注意掌握盖斯定律的内容、电解原理,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质.以下叙述正确的是(  )
A.植物油存放过久,会有一种难闻的“哈喇”味,但不影响食用
B.葡萄糖能发生水解反应
C.淀粉和纤维素水解的最终产物是葡萄糖
D.氨基酸分子中含有氨基和羧基,因此具有两性,但蛋白质没有两性

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11.麻黄素又称黄碱,是我国特定的中药材麻黄中所含有的一种生物碱,经我国科学家研究发现其结构如图:麻黄素中含氧官能团的名称是羟基,属于醇类(填“醇”或“酚”).

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.一定温度下将6mol的A及6molB混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),经过5分钟后反应达到平衡,测得A的转化率为60%,C的平均反应速率是0.36mol/(L•min).求:
(1)平衡时D的浓度=1.2,
(2)B的平均反应速率v(B)=0.12,
(3)x=3,
(4)开始时容器中的压强与平衡时的压强之比为10:11(化为最简整数比)
(5)以NH3代替氢气研发燃料电池是当前科研的一个热点.使用的电解质溶液是2mol•L-1的KOH溶液,电池总反应为:4NH3+3O2═2N2+6H2O.该电池负极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;每消耗3.4gNH3转移的电子数目为0.6NA

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯.
已知某温度下:
反应①:CO2 (g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g),△H=+41.2kJ/mol;
反应②:(g)→(g)+H2(g),△H=+117.6kJ/mol;
①②的化学反应平衡常数分别为K1、K2
(1)①请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式CO2(g)+(g)+CO(g)+H2O(g) △H=+158.8 kJ/mol
②该反应的化学平衡常数K=K1•K2(用K1、K2表示)
(2)对于反应①,恒温恒容条件下,向密闭容器中加入2molCO2 和2molH2,当反应达到平衡后,以下说法正确的是B
( A)  因为该反应是吸热反应,所以升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小;
( B )  若继续加入1molCO2、1mol H2,达到新平衡后CO2的体积分数不变;
( C ) 若继续通入1mol CO2则平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大;
( D)  压缩体积,平衡不移动,反应物和产物的浓度都不变;
(3)恒温恒容条件下,反应①达到平衡后;t1时刻通入少量CO2;请在如图中画出t1之后的正逆反应曲线,并作出标注.
(4)已知某温度下,Ag2SO4的KspAg2SO4=0.36×10-6,向0.01mol•L-1的Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液至恰好有沉淀生成,此时AgNO3的浓度为6x10-3mol•L-1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10.0mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)?2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ/mol,T1温度下不同时段产生O2的量,见表:
时间/min20406080
n(O2)/mol1.01.62.02.0
(1)前20min的反应速率ⅴ(H2O)=5.0×10-2 mol.L-1.min -1
(2)T1温度下,该反应的平衡常数表达式为:K=$\frac{{c}^{2}({H}_{2})×c({O}_{2})}{{c}^{2}({H}_{2}O)}$
(3)在T2温度时,K=0.4,T1> T2(填“>”“<”“=”)
(4)T1温度下,t1时刻达到平衡时的图象大致为:(见图I)
请在图I中画出降温至T0后,t0min达到平衡时的大致图象,并作必要的简单标注.
(5)H2可作氢氧燃料电池的反应物质,请写出在酸性介质中,氢氧燃料电池的负极反应式:H2-2e-=2H+

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区.其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一.
(1)CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径.目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应是:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H>0.
①写出该反应的平衡常数表达式K=$\frac{[CH{\;}_{3}OCH{\;}_{3}]•[H{\;}_{2}O]{\;}^{3}}{[CO{\;}_{2}]{\;}^{2}•[H{\;}_{2}]{\;}^{6}}$.
②判断该反应在一定条件下,体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是BD.
A.容器中密度不变
B.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚
C.v(CO2):v(H2)=1:3
D.容器内压强保持不变
(2)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO (g) $\stackrel{催化剂}{?}$2CO2 (g)+N2 (g).在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示.据此判断:
①该反应的△H<0(选填“>”、“<”).
②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S1>S2,在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
(3)已知:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-a kJ•mol-1
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下:
温度(℃)250300350
   K2.0410.2700.012
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4mol•L-1、c(H2)=0.4mol•L-1、c(CH3OH)=0.8mol•L-1,则此时v<v(填“>”、“<”或“=”).
②某温度下,在体积固定的2L的密闭容器中将1mol CO和2mol H2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下:
时间(min)51015202530
压强比(P/P0.980.900.800.700.700.70
则前15分钟,用氢气表示的平均化学反应速率为0.02mol•(L•min)-1,达到平衡时CO的转化率为45%.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

18.以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠的工艺流程如图:

【查阅资料】
①上述流程所示物质中只有NH4Cl受热易分解:NH4Cl  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ NH3↑+HCl↑
②氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化曲线如图所示:

请回答下列问题:
(1)写出氯化钠和硫酸铵溶液混合得到硫酸钠晶体的化学方程式:(NH42SO4+2NaCl═2NH4Cl↓+Na2SO4
(2)欲制备10.7g NH4Cl,理论上需NaCl质量为11.7g.
(3)实验室进行蒸发结晶用到的主要仪器除铁架台、铁圈、酒精灯外,还要有玻璃棒、烧杯、蒸发皿.
(4)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为35℃.
(5)不用其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法:
操作步骤现象结论
取少量氯化铵产品于试管底部,加热 
如果试管底部没有固体剩余 
表明氯化铵产品纯净

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

19.已知C(s、金刚石)+O2═CO2(g);△H=-395.4kJ/mol,
C(s、石墨)+O2═CO2(g);△H=-393.5kJ/mol.
①石墨和金刚石相比,石墨的稳定性大于金刚石的稳定性.
②石墨中C-C键键能大于金刚石中C-C键键能.(均填“大于”、“小于”或“等于”).

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