目前“低碳减排”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(I)的变化曲线如图所示。
据此判断:
①该反应的△H_____________0(填“>”或“<”)。
②在T2温度下,0-2s内的平均反应速率v(N2) =____________mol/(L·s)。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可增大化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡相应图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④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。
①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。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ/mol
2NO2(g)=N2O4(g) △H=-867kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:_____________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应为_________________。
③常温下0. 1 mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka =_______________mol·L-1(填写最终计算结果)。
【知识点】化学反应速率和化学平衡、热化学方程式书写、原电池原理 G1 G2 F1 F3
【答案解析】(1)①<(2分) ②0.025(2分) ③如图(合理即可)(2分)
④bd(2分)
(2)①CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-810.1 kJ/mol(2分)
②CO2+2H++2e-=HCOOH (2分) ③10-7
解析:(1)①T1温度下先达平衡,则T1比T2温度高,通过温度高时二氧化碳的浓度小说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应△H<0; ②v(N2) =1/2v(CO2) ==0.025mol/(L·s);③根据固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可增大化学反应速率,但不改变平衡状态,平衡时二氧化碳的物质的量浓度与原来相同,据此画图即可。④a、到达平衡后正、逆速率相等,不再变化,t1时刻V正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,故a错误;b、该反应正反应为放热反应,随反应进行温度升高,化学平衡常数减小,到达平衡后,温度为定值,达最高,平衡常数不变,为最小,图象与实际符合,故b正确;c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,故c错误;d、NO的质量分数为定值,t1时刻处于平衡状态,故d正确;选bd;
(2)(2)①已知:Ⅰ、CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867kJ/mol
Ⅱ、2NO2(g)⇌N2O4(g)△H2=-56.9kJ/mol
根据盖斯定律,Ⅰ-Ⅱ得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),故△H=-867kJ/mol-(-56.9kJ/mol)=-810.1kJ/mol,
即CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=-810.1kJ/mol;
②由图可知,左室投入水,生成氧气与氢离子,催化剂a表面发生氧化反应,为负极,右室通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH;
③常温下,0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10,溶液中存在HCOO-水解HCOO-+H2O⇌HCOOH+OH-,,
【思路点拨】本题考查了化学平衡图象、化学反应速率和化学平衡、热化学方程式书写、原电池、知识覆盖面广,平时要重视知识的理解和应用。
科目:高中化学 来源: 题型:
.锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)与碳、硅两元素同位于第ⅣA族,其原子序数按锗、锡、铅的顺序依次增大,则下列推断一定不正确的是
A.锗、锡在空气中不反应,铅在空气中表面生成一层氧化铅
B.锗与盐酸不反应,锡、铅能与盐酸反应
C.锗、锡、铅的+4价氢氧化物的碱性:Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4
D.锗、锡、铅的金属性依次减弱
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科目:高中化学 来源: 题型:
某物质只含C、H、O三种元素,其分子模型如图所示,分子中共有12个原子(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键)。
(1)该物质的结构简式为______________________。
(2)该物质中所含官能团的名称为________________________。
(3)下列物质中,与该产品互为同系物的是(填序号)________,互为同分异构体的是____________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液的pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是( )
A.1∶9 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4
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科目:高中化学 来源: 题型:
水的电离平衡曲线如图所示:
(1)若以A点表示25℃时水电离平衡时的离子浓度,当温度上升到100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从______增加到________。
(2)将pH=8的氢氧化钡溶液与pH=5的盐酸溶液混合并保持100℃恒温,欲使混合溶液的pH=7,则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为________。
(3)已知AnBm的离子积K=[c(Am+)]n·[c(Bn-)]m,式中c(Am+)和c(Bn-)表示离子的物质的量浓度。在某温度下,氢氧化钙溶解度为0.74 g,其饱和溶液密度设为1 g/cm3,其离子积为K=________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为 。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率= ;该温度下平衡常数K= ;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s) △H= —l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(1) == H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)
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科目:高中化学 来源: 题型:
一定条件下,固定容积的密闭容器中,CO和H2反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。下列判断正确的是
A.T1>T2
B.该反应的△H >0
C.T1时的平衡常数K1> T2时的平衡常数K2
D.T1时的平衡常数K1< T2时的平衡常数K2
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科目:高中化学 来源: 题型:
、恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?)+W(?)X(g)+Y(?);ΔH,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中正确的是 ( )
A.Z和W在该条件下都不可能为气态
B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中
气体的平均摩尔质量不可能相等
C.若该反应只在某温度T0以上自发进行,则该反应
的平衡常数K随温度升高而增大
D.若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列过程不属于化学变化的是( )
A.在蛋白质溶液中,加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出
B.皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色
C.在蛋白质溶液中,加入硫酸铜溶液,有沉淀析出
D.用稀释的福尔马林溶液(0.1%~0.5%的甲醛溶液)浸泡植物种子
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