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20.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.
(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
则反应NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的△H=-41.8kJ•mol-1.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是b.
a.体系压强保持不变          b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变   d.每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K=2.67(或$\frac{8}{3}$).
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.该反应△H=<0(填“>”或“<”).

分析 (1)已知:①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1②2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1,利用盖斯定律将①×$\frac{1}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g),利用盖斯定律计算反应热;
(2)得到平衡状态时,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,计算平衡时各物质的浓度,可计算平衡常数;
(3)从横坐标上一点,画一条平行于纵坐标的虚线,看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率,温度越低转化率越低,说明,升温时平衡向逆向移动.

解答 解:(1)已知:①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1,利用盖斯定律将①×$\frac{1}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)
△H=$\frac{1}{2}$×(-196.6kJ•mol-1)-$\frac{1}{2}$×(-113.0kJ•mol-1)=-41.8kJ•mol-1,故答案为:
a.无论是否达到平衡,体系压强都保持不变,不能用于判断是否达到平衡状态,故a错误;
b.混合气体颜色保持不变,说明浓度不变,达到平衡状态,故b正确;
c.SO3和NO的计量数之比为1:1,无论是否达到平衡,二者的体积比保持不变,不能判断是否达到平衡状态,故c错误;
d.物质的量之比等于化学计量数之比,则每消耗1mol SO3的同时生成1molNO2,不能判断是否达到平衡状态,故d错误.
              NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)
起始物质的体积 a        2a        0        0
转化物质的体积 x         x        x        x
平衡物质的体积 a-x     2a-x       x        x
平衡时NO2与SO2体积比为1:6,即(1a-x):(2a-x)=1:6,故x=$\frac{4}{5}$a,故平衡常数K=$\frac{c(S{O}_{3})•c(NO)}{c(N{O}_{2})•c(S{O}_{2})}$=$\frac{{x}^{2}}{(a-x)(2a-x)}$=$\frac{(\frac{4a}{5})^{2}}{\frac{a}{5}×\frac{6a}{5}}$=2.67(或$\frac{8}{3}$),故答案为:-41.8;b;2.67或$\frac{8}{3}$;
(2)从横坐标上一点0.5处,画一条平行于纵坐标的虚线,看相同压强下不同温度时CO的平衡转化率,温度越高转化率越低,说明,升温时平衡向逆向移动,反应是放热反应,焓变小于零,故答案为:<.

点评 本题以NO2、SO2、CO等物质为载体,综合考查化学平衡移动、盖斯定律以及平衡常数的计算等问题,侧重于学生综合运用化学知识的能力的考查,题目难度中等.

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.阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1.下列叙述中正确的是(  )
A.标准状况下,2.24L煤油(设为C8H18)中含有4.816×1023个碳原子
B.常温常压下,O2和O3的混合物16g中含有6.02×1023个氧原子
C.25℃时,1L 0.1mol•L-1的氢氧化钠溶液中含有6.02×1023个OH-
D.0.5mol CH4中含有3.01×1023个电子

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11.下列说法正确的是(  )
A.在101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,H2的燃烧热为-285.8 kJ•mol-1
B.测定HCl和NaOH反应的中和热时,每次实验均应测量3个温度,即盐酸起始温度,NaOH起始温度和反应后终止温度
C.在101 kPa时,1 mol C与适量O2反应生成1 mol CO时,放出110.5 kJ热量,则C的燃烧热为110.5 kJ•mol-1
D.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.31 kJ•mol-1.若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ

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8.如图是一些重要工业生产的转化关系(反应条件略去):请完成下列问题:

(1)若D是单质,且与A属于同一主族,反应在高温下进行,则:
①此反应的化学方程式是2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO+Si.
②D单质的一种重要用途是制半导体材料.
(2)若B为黄色固体,D为固体化合物,则该反应为4FeS2+11O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2
①当有1molC生成时,该反应转移电子的总数是3.31×1024
②将C通入足量的酸性KMnO4 溶液中,发生反应的离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+
(3)若B是一种碱性气体,D为化合物,则:
①该反应的化学方程式是4NH3+5O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O.
②B在加热条件下与CuO反应有Cu生成,该反应的化学方程式为2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N2↑+3H2O;有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O.已知Cu+在酸性溶液中不能稳定存在,为验证Cu2O是否存在,可取少量反应产物,滴加足量稀硫酸,若溶液由无色变为蓝色,则证明含有Cu2O.请写出发生反应的化学方程式:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O.

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15.过氧化钠保存不当会变质.现有一瓶已变质的过氧化钠,某课外活动小组的同学猜想变质后的物质可能是碳酸钠.他们进行如下实验:
(1)取少量样品于试管中,加入水配制成溶液,滴加氯化钡或氯化钙溶液,观察到有白色沉淀产生,说明样品中含有Na2CO3
(2)为了粗略测定过氧化钠的质量分数,该小组同学称取ag样品,并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分数.

上图中的E和F构成量气装置,用来测定O2的体积.
①将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是检查装置的气密性.
②写出装置B和C中发生反应的化学方程式:
装置B:NaHCO3+HCl=CO2↑+H2O+NaCl.
装置C:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2、2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑.
③NaOH的作用是吸收混合气体中二氧化碳,便于测量氧气的体积.
④待反应停止时,读出气体体积的正确操作步骤是BCA(填序号).
A.正确读出量筒内水的体积;
B.使量筒和广口瓶内气体都冷却至室温;
C.调整量筒高度,使广口瓶和量筒内液面高度相平
⑤将测得氧气体积折算成标准状况下体积为b mL,则样品中过氧化钠的质量分数为$\frac{39V}{56a}$%.

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5.2013年中国水周的主题是:“节约保护水资源,大力建设生态文明”.
(1)ClO2和Cl2(还原产物都为Cl-)是生活中常用的净水消毒剂.当消耗等物质的量的两种物质时,ClO2的消毒效率是Cl2的2.5倍.
(2)某无色废水中可能含有Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、NO${\;}_{3}^{-}$、CO${\;}_{3}^{2-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$中的几种,为分析其成分,分别取废水样品100mL,进行了三组实验,其操作流程和有关现象如图1所示:操作③的相关图象如图2

请根据上图回答下列问题:
①实验中需配制1.0mol•L-1的NaOH溶液100mL,所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管,还缺少的仪器为100 mL容量瓶.
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.
③试确定NO${\;}_{3}^{-}$是否存在?存在(填“存在”“不存在”或“不确定”),若存在,试计算c(NO${\;}_{3}^{-}$)=0.15 mol•L-1(若不存在,此问不必作答).

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12.某研究性学习小组欲测定室温下(25℃、101kPa)的气体摩尔体积,请回答以下问题.该小组设计的简易实验装置如图所示:该实验的主要操作步骤如下:
①配制100mL 1.0mol•L-1的盐酸溶液;
②用10mL量筒(填仪器名称并注明规格)量取7.5mL 1.0mol•L-1的盐酸溶液加入锥形瓶中;
③称取a g已除去表面氧化膜的镁条,并系于铜丝末端,为使HCl全部参加反应,a的数值至少为0.09g;
④往广口瓶中装入足量水,按如图连接好装置,检查装置的气密性;
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温,读出量筒中水的体积为V mL.
请将上述步骤补充完整并回答下列问题.
(1)步骤①中,配制100mL 1.0mol•L-1的盐酸溶液时,下列哪些操作会使配制浓度偏小ACD(填写字母).
A.用量筒量取浓盐酸时,俯视量筒的刻度
B.容量瓶未干燥即用来配制溶液
C.浓盐酸在烧杯中稀释时,搅拌时间过长
D.定容完成后,将容量瓶倒置摇匀后,发现液面低于刻度线,继续加水至刻度线
E.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线
F.烧杯中有少量水
(2)请填写操作步骤中的空格:步骤②10mL量筒,步骤③0.09g.
(3)实验步骤⑤中应选用A(填字母)的量筒.
A.100mL     B.200mL     C.500mL
(4)忽略水蒸气影响,在该条件下测得气体摩尔体积的计算式为Vm=$\frac{1}{3.75V}$L/mol.
(5)若未除去镁条表面的氧化膜,则测得该条件下气体的摩尔体积偏小(填偏大、偏小或无影响).

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9.8月12日,天津港瑞海公司危险化学品仓库发生爆炸事故,爆炸现场存储的桶装氰化钠有少量因爆炸冲击发生泄漏.氰化钠属剧毒物质,用过氧化氢处理氰化钠现场和水污染的方程式为NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑.下列说法不正确的是(  )
A.NaCN中氮元素的化合价为+3
B.用双氧水处理现场前,应紧急疏散群众
C.每生成1molNH3转移2mol电子
D.NaCN中既含有离子键又含有共价键的

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.下列离子组能大量共存的是(  )
A.Fe3+   Na+   S2-   Cl-B.Al3+   NH4+   AlO2-   NO3-
C.NH4+  Mg2+   SO42-   Cl-D.H+    Na+    HCO3-  SiO32-

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