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(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:
6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s);△H=-235.8 kJ/mol。
己知:2 Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g);△H=+62.2kJ/mol,则O3转化为O2的热化学方程式为          ;②科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,阴极附近的氧气则生成过氧化氢,阴极电极反应式为                                         
时间/min浓度(mol/L)
NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
10
0.58
0.21
0.21
20
0.40
0·30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.l7
 
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为: C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①10 min~20 min以内v(CO2)表示的反应速率为                      
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数K=        (保留两位小数);
③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是   (填序号字母);
A.容器内压强保持不变
B.2v(NO)=v(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变
D.混合气体的密度保持不变
④30 min时改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是    
⑤一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率   (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(1)①2O3(g)=3O2(g) △H=-285kJ/mol (2分)  ②2H++O2+2e-=H2O2(2分)
(2)①0.009mol/(L?min)(没写单位不给分,2分)
②0.56(2分)③C、D(2分)④减小CO2的浓度(2分)⑤不变(2分)

试题分析:(1)①a、6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) △H=-235.8 kJ/mol,b、2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)△H=+62.2kJ/mol,所以依据盖斯定律可知,a×2+b×3即得到:2O3(g)=3O2(g),所以该反应的反应热△H=-235.8 kJ/mol×+62.2kJ/mol×3=-285kJ/mol;即2O3(g)=3O2(g) △H=-285kJ/mol。
②电解池中阳极失去电子,发生氧化反应。阴极得到电子,发生还原反应。根据阳极制得臭氧,阴极制得过氧化氢可知,电解的总反应方程式为3H2O+3O23H2O2+O3,其中阳极反应为3H2O-6e-=O3+6H+,阴极反应为6H++3O2+6e-=3H2O2
(2)①根据表中数据可知10 min~20 min以内v(CO2)表示的反应速率==0.009mol/(L?min)。
②根据表中数据可知T1℃时该反应平衡浓度为,c(N2)=0.3mol/L、c(CO2)=0.3mol/L、c(NO)=0.4mol/L,所以该温度下该反应的平衡常数K===0.56。
③根据反应式C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)可知,反应是气体体积不变的反应。在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态,则A、反应是气体体积不变的反应,反应过程中和反应平衡状态压强相同,所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡,故A错误;B、反应速率之比等于化学方程式系数之比,当v(NO)=2v(N2),反应达到平衡,v(NO)=2v(N2)只能说明反应正向进行,故B错误;C、容器内CO2的体积分数不变,说明反应达到平衡,故C正确;D、混合气体密度等于气体的总质量除以容器的体积,反应中碳是固体,平衡移动气体质量变化,体积不变,所以混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡,故D正确,答案选CD。④30min时改变某一条件,反应重新达到平衡,根据表中数据可知c(N2)=0.34mol/L、c(CO2)=0.17mol/L、c(NO)=0.32mol/L,所以依据平衡常数K=可知,K==0.56,即平衡常数不变。由于化学平衡常数随温度变化,平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度减小,反应前后气体体积不变,所以可能是减小容器体积后加入氮气。
⑤一定温度下,随着NO的起始浓度增大,反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)是气体体积不变的反应;增大一氧化氮浓度相当于增大体系压强,平衡不动,一氧化氮转化率不变。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

甲烷是天然气的主要成分,是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。
(1)一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g); △H1
②CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g);△H2
现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体,用16g甲烷气体催化还原该混合气体,恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气,共放出1042.8kJ热量。
①该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为                    
②已知上述热化学方程式中△H1=—1160kJ/mol,则△H2=          
③在一定条件下NO气体可以分解为NO2气体和N2气体,写出该反应的热化学方程式                           
(2)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:

④B极为电池     极,电极反应式为                                            
⑤若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,写出阳极的电极反应式                                                  ,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为        (标况下),实际上消耗的甲烷体积(折算到标况)比理论上大,可能原因为                                                         .

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)CO2是一种主要的温室气体,研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。

①在通常状况下,金刚石和石墨中,      (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为      kJ·mol-1
②石墨与CO2反应生成CO的热化学方程式:                                   
(2)采用电化学法可将CO2转化为甲烷。试写出以氢氧化钾水溶液作电解质时,该转化的电极反应方程式                   
(3)CO2为原料还可合成多种物质。工业上常以CO2(g) 与H2(g)为原料合成乙醇。
①已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol1
2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -256.1kJ·mol1
则:2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H=        
②下图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。

对上述流程的分析,下列说法正确的是        
A.该流程至少包含4种形式的能量转化
B.装置X中阴极反应为:2H2O-4e=4H++O2
C.合成塔中生成乙醇的反应是化合反应
D.流程设计体现了绿色化学思想
③如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。该电池负极的电极反应为                

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

已知下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)  △H1 =-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H2 =-566.0 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3 =-571.6 kJ·mol-1
通过计算(要有计算过程),写出1 mol C与液态H2O反应生成CO和H2的热化学方程式。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

2013年初,雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区。其中,燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
①该反应平衡常数表达式                        
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是               (填代号)。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)  △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l)  ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:                             
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变).
①甲烷燃料电池的负极反应式:                                          
②电解后溶液的pH=        (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)
③阳极产生气体的体积在标准状况下是       L

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知在一定条件下,CO的燃烧热为283 kJ/mol,CH4的燃烧热为890 kJ/mol,由1 mol CO和3 mol CH4组成混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为
A.2912 kJB.2953 kJC.3236 kJ D.3867 kJ

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

生产甲醇的原料CO、H2可由下列反应制取:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),试回答下列问题。
(1)已知:① CH4(g)+3/2 O2(g) CO(g)+2H2O(g)△Hl
② H2(g)+1/2 O2(g) H2O(g) △H2
则CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g)的△H=____     (用含△H1,△H2的式子表示)
(2)一定条件下反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图,且T2>T1, 则上述反应的△H____    0(填“<”、“>”、“=”,下同),A、B处对应平衡常数(KA、KB)的大小关系为KA____       KB

(3)维持温度T2,将0.04 mol CH4和0.04mol H2O(g)通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应,平衡时达到B点,测得CH4的转化率为50%,该反应在此温度下的平衡常数KB=____  ,下列现象能说明该反应已经达到平衡状态的是_    ___
a.容器内CH4、H2O、CO、H2的物质的量之比为1:1:1:3
b.容器的密度恒定
c.容器的压强恒定
d.3υ(CO)=υ((H2
(4)在上述B点平衡基础上,向容器中再通入amol CH4和a mol H2O气体,使之在C点重新达平衡,此时测得CO有0.03mol,则a=____         

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl和SO42—等杂质,提纯工艺线路如图所示:

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:

Ⅱ.有关物质的溶度积如下
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(0H)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×109
6.82×106
4.68×106
5.61×10-12
2.64×1039
 
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液时,反应的离子方程式为             。向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):c(Fe3+)=      
(2)“母液”中除了含有Na+、CO32—外,还含有           等离子。
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行:       (填“可行”或“不可行”),并说明理由:            。
(4)已知:Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g)="+532.36" kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)   ="+473.63" kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式:                             

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科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题

合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。
I.在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:
3H2(g) + N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:

 

 
容器




反应物投入量
3 mol H2、2 mol N2
6 mol H2、4mol N2
2 mol NH3
达到平衡的时间/min
 
5
8
平衡时N2的浓度/mol·L-1
c1
1.5
 
NH3的体积分数
ω1
 
ω3
混合气体密度/g·L1
ρ1
ρ2
 
 
(1)容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。
(2)在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=                            (用含c1的代数式表示)。
(3)分析上表数据,下列关系正确的是________(填序号):
a.2c1 > 1.5         b.2ρ1 = ρ2       c.ω3 = ω1 
II.工业上用氨气合成尿素(H2NCONH2)的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4 (l)  (氨基甲酸铵)  △H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)              △H2   
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图I所示:

①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第    步反应决定。
②第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示,则△H2            0;③若第一步反应升温时氨气浓度增大,请在图II中画出第一步反应K1随温度T变化曲线,并作出必要的标注。
(5)氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2,将其转化为N2
①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为:CO(NH2)2+NO+NO2 =CO2+2N2+2H2O
该反应中的氧化剂为                   (写化学式)。
②已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g)   △H ="a" kJ·mol1
N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) △H2="bkJ·" kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H=" c" kJ·mol-1
则4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H=             
③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为                      

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