练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    超音速飞机尾气中的NO会破坏臭氧层．科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变为CO2和N2，化学方程式如下：
    2NO+2CO
    催化剂
    2CO2+N2 △H＜0．
    为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：
    时间/s 0 1 2 3 4 5
    c（NO）/mol?L-1 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4
    c（CO）/mol?L-1 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3
    请回答（以下各题均不考虑温度变化对催化效率的影响）：
    （1）前2s内的平均反应速率v（N2）=
    1.875×10-4mol/（L?s）
    1.875×10-4mol/（L?s）
    ．
    （2）在该温度下，反应的平衡常数K=
    5000
    5000
    ．
    （3）在温度和体积保持不变的条件下，能够说明该反应达到平衡状态的标志是
    D
    D
    ．
    A．反应混合物各组分物质的量浓度相等
    B．NO、CO、CO2、N2分子数之比为2：2：2：1
    C．混合气体的密度保持不变
    D．单位时间内消耗1mol NO的同时，就有1mol CO生成
    （4）达到平衡后下列能提高NO转化率的是
    CD
    CD
    ．
    A．选用更有效的催化剂            B．保持容器体积不变充入氦气增大压强
    C．降低反应体系的温度            D．缩小容器的体积
    （5）反应2NO+O2═2NO2 △S＜0能自发进行的原因是
    反应是放热反应
    反应是放热反应
    ．
    （6）①液态肼（N2H4）和液态双氧水混合反应时，即产生大量氮气和水蒸汽，并放出大量的热．已知0.4mol 液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.6kJ的热量．该反应的热化学方程式是
    N2H4（g）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.5kJ/mol
    N2H4（g）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.5kJ/mol
    ．
    ②某燃料电池以肼作为燃料，写出酸性介质中肼参与反应的电极反应式：
    N2H4-4e-═4H++N2
    N2H4-4e-═4H++N2
    ．
    分析：（1）依据化学反应速率的概念结合图表数据分析计算一氧化氮的反应速率，结合速率之比等于系数之比；
    （2）根据该温度下达化学平衡时各物质平衡时浓度及化学平衡常数的概念来计算；
    （3）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，以此解答；
    （4）提高NO转化率，平衡正向进行；
    （5）依据反应自发进行的判断依据△H-T?△S＜0分析判断；
    （6）①反应方程式为：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，根据0.4mol液态肼放出的热量，计算1mol液态肼放出的热量，进而写出热化学方程式；
    ②原电池中N2H4在负极失电子发生氧化反应，生成N2．
    解答：解：（1））前2s内的平均反应速度v（NO）=
    1.00×10-3-2.5×10-4
    2s
    =3.75×10-4mol/（L?s），由v（N2）：v（NO）=1：2得到v（N2）=1.875×10-4mol/（L?s），
    故答案为：1.875×10-4mol/（L?s）；
    （2）由表格中的数据可知到4s时达到化学平衡，则
                  2NO+2CO     
    催化剂
       2CO2 +N2，
    开始（mol/L） 1.00×10-3 3.60×10-3           0         0
    转化（mol/L） 9×10-4 9×10-4 9×10-4 4.50×10-4
    平衡（mol/L）1.00×10-42.70×10-3 9×10-4 4.50×10-4
    则平衡常数K=
    c(N2)c2(CO2)
    c2(CO)c2(NO)
    =
    (4.50×10-4)?(9×10-4)2
    (1.00×10-4)2?(2.7×10-3)2
    =5000，
    故答案为：5000；
    （3）A．当反应物和生成物浓度不再变化时，达到平衡状态，反应混合物各组分物质的量浓度是否相等与初始量和转化率有关，故A错误；
    B．NO、CO、CO2、N2分子数之比初始量和转化率有关，不一定是2：2：2：1，故B错误；
    C．混合气体的体积不变，质量守恒，所以密度始终保持不变，所以不能判断平衡，故C错误；
    D．单位时间内消耗1molNO为正速率，有1mol CO生成为逆速率，而且正逆速率之比等于计量数之比，所以是平衡状态，故D正确；
    故答案为：D；
    （4）2NO+2CO?2CO2+N2反应中能提高NO转化率的选项分析为：
    A．选用更有效的催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡，故A错误；
    B．反应时放热反应，升高反应体系的温度，平衡逆向进行，一氧化氮转化率减小，故B错误；
    C．反应时放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故C正确；
    D．缩小容器的体积，压强增大，平衡向气体体积见效的方向进行，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，故D正确；
    故答案为：CD；
    （5）2NO+2CO?2CO2+N2 反应的△S＜0，反应自发进行△H-T?△S＜0，则反应焓变一定小于0，△H＜0，反应是放热反应，
    故答案为：反应是放热反应；
    （6）反应方程式为：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4mol液态肼放出256.6kJ的热量，则1mol液态肼放出的热量为
    256.6kJ
    0.4
    =641.5kJ，
    所以反应的热化学方程式为：N2H4（g）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.5kJ/mol，
    故答案为：N2H4（g）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-641.5kJ/mol．
    ②原电池中，电解质为酸性介质，N2H4在负极失电子发生氧化反应，生成N2，其电极方程式为：N2H4-4e-═4H++N2，
    故答案为：N2H4-4e-═4H++N2．
    点评：本题考查了反应速率的计算，反应能量变化的分析判断和热化学方程式的书写，化学平衡的影响因素分析应用，平衡常数计算，电极方程式的书写等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源：2015届广东省广州市高二上学期期末教学质量监测化学试卷（解析版） 题型：填空题

    氮氧化物是空气的主要污染物，消除氮氧化物污染有多种方法。用催化技术可将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO＋2CO2CO2＋N2，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下测得不同时间的NO和CO浓度如下表：

    时间（s）

    0

    2

    4

    c（NO） （ mol·L－1）

    1.00×10－3

    2.50×10－4

    1.00×10－4

    c（CO） （ mol·L－1）

    3.60×10－3

    c’

    2.70×10－3

    回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

    （1）前4s内的平均反应速率v（NO）＝              。c’＝              。

    （2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时，上述反应中二氧化碳浓度随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

     

    ①该反应的ΔH     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

    ②若催化剂的表面积S1＞S2，在答题卡图中画出c（CO2） 在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

    （3）在恒容的密闭容器中，上述反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是

    A．                 B．                C．               D．

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：2013-2014学年辽宁省抚顺市六校联合体高三上学期期中考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。Ⅰ现有一支15mL的试管，充满NO倒置于水槽中，向试管中缓缓通入一定量氧气，当试管内液面稳定时，剩余气体3mL。则通入氧气的体积可能为                 mL。

    Ⅱ目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

    （1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

    ①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol

    ②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol

    ③H2O(g)= H2O(l)                      △H=-44kJ/mol

    写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式                            。  

    （2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：

    某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T0C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

    ①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______ ；（选填字母代号）

    A．容器内CO2的浓度保持不变

    B．v正(N2)=2 v正(NO)

    C．容器内压强保持不变

    D．混合气体的密度保持不变

    E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

    ②前20分钟，平均反应速率v(NO)=                       。v(NO)=（0．1- 0．04）/ 20 = 0．003mol·L-1· min-1

    ③在T0C时，该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；

    ④在30 min，改变某一条件反应重新达到平衡，则改变的条件是_______                       。

    （3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为：

    研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。

    实验编号

    T(0C)

    NO初始浓度

    （mol/L）

    CO初始浓度

    （mol/L）

    催化剂的比

    表面积(m2/g)

    Ⅰ

    280

    1．20×10-3

    5．80×10-3

    82

    Ⅱ

    a

    b

    c

    124

    Ⅲ

    350

    d

    e

    124

     

    上表中：a=_______,b=________,e=________ 。

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：2012-2013学年湖北省武汉市高三二月调研测试理科综合化学试卷（解析版） 题型：填空题

    目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

    （1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

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

    ②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160 kJ·mol－1

    ③H2O(g)＝H2O(l) ΔH＝－44．0 kJ·mol－1

    写出CH4 (g)与NO2 (g)反应生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的热化学方程 式_____________________

    （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)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T。C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

    ①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据       是_______

    A．容器内CO2的浓度保持不变

    B．v正（N2）=2 v正（NO）

    C．容器内压强保持不变

    D．混合气体的密度保持不变

    E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

    ②在T。C时．该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；

    ③在30    min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______

    （3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为：

    2CO＋2NO N2＋2CO2  ΔH<0 研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反 应速率的影响规律、某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。

     

    ①上表中:a=_______,b=________,e=________

    ②请在给出的坐标图中，画出上表中实验II和实验III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明相应的实验编号

     

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    I．飞机尾气中的NO会破坏臭氧层。利用催

    化剂可使尾气中的NO和CO发生反应2NO +2CO2CO2：+N2；△H<0。已知增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积．对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中

    实验编号

    T（℃）

    NO初始浓度（mol/L）

    CO初始浓度（mol/L）

    催化剂的比表面积（m2/g）

    Ⅰ

    280

    1.20×10-3

    5.80×10-3

    82

    Ⅱ

    1.20×10-3

    124

    Ⅲ

    350

    5.80×10-3

    　 （1）请填全表中的各空格。

    　 （2）请在右边给出的坐标图中，画出上表中的三

    个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变

    化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。

    II．汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应：

    N2（g）+O2（g）=2NO（g）是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

    2000C时，向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5mol O2，达到平衡后NO的物质的量为2mol，则该反应的平衡常数K=___ 　　　　　 _ 。该温度下，若开始时向上述容器中充入1 molN2和一定量的O2，平衡时O2与NO的物质的量恰好相等，则平 衡时N2的物质的量是　　　 。

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案