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某条件下,在2 L密闭容器中发生如下反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃,实验Ⅲ在850 ℃,NO、O2的起始浓度都为0,NO2的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题:

(1)实验Ⅱ隐含的反应条件是          

(2)实验II中,从反应开始至达到平衡,用氧气浓度变化表示的化学反应速率为     

(3)800 ℃时,该反应的平衡常数K=           。该反应是       (填“吸” 或“ 放”)热反应。

(4)若实验Ⅰ中达到平衡后,再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1∶1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变),此时反应将向         (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。

(5)NO2、NO是重要的大气污染物,近年来人们利用NH3在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质,如:8NH3+6NO27N2+12H2O。若将此反应设计成原电池,融熔K2CO3为电解质,则正极反应方程式为:                                                     

(6)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水,发生如下反应Al3+3NH3·H2O Al(OH)3↓+3,一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已完全。已知当溶液中Al3恰好沉淀完全时溶液的pH=4.7,则Al(OH)3的溶度积常数为           (已知:lg2=0.3)。


【答案】(1)使用了催化剂;(2)0.0125 mol·L-1·min-1

(3)0.25 mol·L-1;吸;     (4)向正反应方向

(5)2NO2+4CO2+8eN2+4或6NO2+12CO2+24e3N2+12

(6)1.25×10-33mol4·L-4

【解析】本题考查了化学图象的分析与影响化学平衡的因素。(1)因实验Ⅰ和实验Ⅱ平衡时NO2的浓度相同,但实验Ⅱ反应速率大,则实验Ⅱ使用了催化剂,故答案为:使用了催化剂。(2)实验Ⅱ达到平衡所需时间为20min,图象中二氧化氮的浓度改变为1.0mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L,二氧化氮的反应速率v===0.025mol/L,反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算得到氧气表示的反应速率=V(NO2)=×0.025mol/L=0.0125mol•L-1•min-1,故答案为:0.0125mol•L-1•min-1。(3)由反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),则K=,实验Ⅰ中达平衡后,c(NO2)=0.5mol/L,

平衡常数K===0.25,又温度越高,平衡时NO2的浓度越小,则正反应为吸热反应,故答案为:0.25;吸;(4)实验Ⅰ平衡常数K=0.25,通入2mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变),此时为c(NO2)=0.5mol/L+=1mol/L,c(NO)=0.5mol/L,c(O2)=0.25mol/L+=0.75mol/L,浓度商为Qc==0.1825<0.25,平衡向右移动,故答案为:向正反应方向。(5)8NH3+6NO27N2+12H2O,若将此反应设计成原电池,融熔K2CO3为电解质,因氨气具有还原性,NO2具有氧化性,由氧化还原反应转化为无毒的氮气可排放在环境中,氧化还原反应为8NH3+6NO27N2+12H2O形成原电池反应正极上是二氧化氮得到电子生成氮气,电极反应为:2NO2+4CO2+8eN2+4或6NO2+12CO2+24e3N2+12(6)已知当溶液中Al3+恰好沉淀完全时溶液的pH=4.7,溶液中氢氧根离子浓度c(OH-)==10-9.3mol/L=mol/L=mol/L=5×10-5mol/L,一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时,沉淀已完全,则Al(OH)3的溶度积常数为Ksp=c3(OH-)c(Al3+)=(5×10-10)3×1×10-5 =1.25×10-33mol4•L-4


练习册系列答案
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试计算25℃时(Kw=1×10﹣14),50mL0.005mol/LH2SO4中:

(1)c(H+)=?

(2)求该H2SO4溶液的pH值.

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用铂作电极电解1000g 4.55% 的NaOH溶液,一段时间后,溶液中溶质的质量分数变为5.00%.则阳极产生的气体在标准状况下的体积为(  )

 

A.

112L

B.

56.0L

C.

28.0L

D.

168L

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科目:高中化学 来源: 题型:


我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。

I.已知反应Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5kJ·mol-1,该反应在1000℃的平衡常数等于4。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,应经过l0min后达到平衡。

(1)CO的平衡转化率=____________

(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________。

a.提高反应温度

b.增大反应体系的压强

c.选取合适的催化剂

d.及时吸收或移出部分CO2

e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触

Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:

(3)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________。

(4)已知氢气的燃烧热286kJ/mol,请写出甲醇气体不充分燃烧的热化学方程式____________________________________________________________________。

(5)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:

容器

反应物投入的量

反应物的

转化率

CH3OH的浓度

能量变化

(Q1Q2Q3均大于0)

1mol CO和2mol H2

α1

c1

放出Q1kJ热量

1mol CH3OH

α2

c2

吸收Q2kJ热量

2mol CO和4mol H2

α3

c3

放出Q3kJ热量

则下列关系正确的是________

A.c1=c2

B.2Q1=Q3

C.2α1=α3

D.α1+α2 =1

E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量

Ⅲ.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,如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:

(6) B极上的电极反应式为                   

(7)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,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)。

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NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中,正确的是

A.1mol Na被氧化完全转化生成Na2O2,失去电子数为2NA

B.常温常压下,46g由NO2和N2O4组成的混合气体中含有原子的总数为3NA

C.将lmL 1 mol·L-1 FeCl3溶液逐滴加入沸水,制得红褐色Fe(OH)3胶体,所含胶粒的数目是1×10-3NA

D.标准状况下,6.72L NO2与足量水充分反应转移的电子数目为0.3NA

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部分氧化的Fe­Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g,经如下处理:

下列说法正确的是

A.V=44.8

B.原样品中Fe元素的质量分数为38.89%

C.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+

D.样品中CuO的质量为4.0 g

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 有机高分子化合物G的合成路线如下:

已知:

①A既能与NaHCO3溶液反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,其核磁共振氢谱有4个峰。

请回答:

(1) B的名称为________,G中含有的官能团名称为________。

(2)B→C、D→E的反应类型分别为________、________。

(3)A+E→F的化学方程式为________。

(4)D发生银镜反应的化学方程式为________。

(5)符合下列条件的E的同分异构体有________种(不考虑立体异构),写出其中一种的结构简式________。①含有结构,②苯环上有2个取代基

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在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生的OH离子浓度分别为amol/L与bmol/L,则A和B关系为(  )

 

A.

a>b

B.

a=10﹣4 b

C.

b=10﹣4 a

D.

a=b

 

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已知有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图,下列说法错误的是(  )

 

A.

由红光外谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键

 

B.

由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子

 

C.

仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数

 

D.

若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3OCH3

 

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