【题目】碳、氮是重要的非金属元素,在生产、生活中有广泛的应用。
(1)已知植物光合作用发生的反应如下:6CO2(g)+6H2O(l) C6H12O6(s)+6O2(g) △H=+669.62 kJmol-1该反应达到化学平衡后,若改变下列条件,CO2转化率增大的是__________。
a.增大CO2的浓度 b.取走一半C6H12O6
c.加入催化剂 d.适当升高温度
(2)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g) + O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(N2O5) /(molL﹣1) | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
计算在0~2min时段,化学反应速率v(NO2) =________molL-1min-1。
(3)若将NO2与O2通入甲中设计成如图所示装置,D电极上有红色物质析出,则A电极处通入的气体为_________(填化学式);A电极的电极反应式为_______________________,一段时间后,若乙中需加0.2 mol Cu(OH)2使溶液复原,则转移的电子的物质的量为 _____________。
(4)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8 kJ·mol-1,反应达到平衡时,N2的体积分数随n(CO)/n(NO)的变化曲线如下图
①b点时,平衡体系中C、N原子个数之比接近________________;
②a、b、c三点CO的转化率从大到小的顺序为____________;a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为__________________。
③若=0.8,反应达平衡时,N2的体积分数为20%,则CO的转化率为___________。
【答案】d 0.5 NO2 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ 0.8 mol 1∶1 a>b>c a=c>d 75%
【解析】
(1)a.增大CO2的浓度,反应物浓度增大,平衡向正反应方向移动,但CO2的转化率减小;
b.改变固体的量,不能改变反应速率,不能改变平衡的移动方向;
c.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,不能改变平衡的移动方向;
d.该反应为吸热反应,适当升高温度,平衡向正反应方向移动;
(2)由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(NO2) =2v(N2O5);
(3)由D电极上有红色物质析出可知,甲池为燃料电池,通入二氧化氮的一极为负极;加入Cu(OH)2使溶液复原说明电解过程中先电解硫酸铜溶液,硫酸铜溶液完全电解后还继续电解了部分水;
(4)①b点时,N2的体积分数最大,则反应物的物质的量之比接近等于化学计量数之比;
②增大反应物CO的浓度,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,CO的转化率减小,由图可知,的值增大;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小;
③由题意建立三段式求解可得。
(1)a.增大CO2的浓度,反应物浓度增大,平衡向正反应方向移动,但CO2的转化率减小,故错误;
b.改变固体的量,不能改变反应速率,不能改变平衡的移动方向,则取走一半C6H12O6,平衡不移动,CO2的转化率不变,故错误;
c.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,不能改变平衡的移动方向,则加入催化剂,平衡不移动,CO2的转化率不变,故错误;
d.该反应为吸热反应,适当升高温度,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大,故正确;
d正确,故答案为:d;
(2)由表格数据可知,0~2min内N2O5的浓度变化为(1.00—0.50)mol/L=0.50mol/L,则v(N2O5) ==0.25 molL-1min-1,由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(NO2) =2v(N2O5) =×2=0.5molL-1min-1,故答案为:0.5;
(3)由D电极上有红色物质析出可知,甲池为燃料电池,通入二氧化氮的一极为负极,则A极通入二氧化氮,在酸性条件下,二氧化氮在负极失去电子发生氧化反应生成硝酸,电极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+;电解硫酸铜溶液的化学方程式为2CuSO4+2H2O, 2Cu↓+O2↑+2H2SO4,由方程式可知反应后只问需要加入CuO或CuCO3就可以使溶液复原,加入Cu(OH)2使溶液复原说明电解过程中先电解硫酸铜溶液,硫酸铜溶液完全电解后还继续电解了部分水,电解时,阳极始终是OH-放电,电极反应式为4OH—-4e—=2H2O+O2↑,氢氧化铜是0.2mol,则根据氧原子守恒可知,反应中转移的电子是0.2mol×2×2=0.8mol,故答案为:NO2;NO2-e-+H2O=NO3-+2H+;0.8 mol;
(4)①b点时,N2的体积分数最大,则反应物的物质的量之比接近等于化学计量数之比,由化学方程式可知,C、N原子个数之比接近1:1,故答案为:1:1;
②增大反应物CO的浓度,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,CO的转化率减小,由图可知,的值增大, a、b、c三点CO的转化率呈减小趋势,则a>b>c;该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,由图可知,N2的体积分数T1>T2,则反应温度T2>T1,温度不变平衡常数不变,a、c的反应温度相同,并小于d,则平衡常数a=c>d,故答案为:a>b>c;a=c>d;
③若=0.8,设CO的体积为0.8L,NO体积为1L,CO的转化率为a,由题意建立如下三段式:
由N2的体积分数为20%可得=0.2,解得a=0.75,则CO的转化率为75%,故答案为:75%。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A.用图①装置实现铁上镀铜,a极为铜,电解质溶液可以是CuSO4溶液
B.图②装置盐桥中KCl的Cl-移向右烧杯
C.图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D.图④两个装置中通过导线的电子数相同时,消耗负极材料的物质的量不同
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】有机物F可用于某抗凝血药的制备,工业生成F的一种路线图如下(其中H与FeCl3溶液能发生显色反应):
回答下列问题:
(1)A的名称是 ___,E中的官能团是名称是____。
(2)B→C的反应类型是 ___,F的分子式为____。
(3)H的结构简式为 ___。
(4)E与NaOH溶液反应的化学方程式为 ___。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体共有____种,写出核磁共振氢谱有5组峰的物质的结构简式 ___
①是芳香族化合物
②能与NaHCO3溶液反应
③遇到FeCl3溶液不显色
④1mol该物质与钠反应时最多可得到1molH2
(6)以2氯丙酸、苯酚为原料制备聚丙烯酸苯酚酯( ),写出合成路线图(无机试剂自选)_________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列叙述正确的是()
A. NaCl的摩尔质量是58.5gB. 64g氧气中含有2mol氧
C. 4g氦气中含有2mol氦原子D. 0.1molCO2中含有6.02×1022个CO2分子
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【题目】如图所示是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法不正确的是( )
A.甲与丙烷互为同系物
B.乙可与溴水发生加成反应,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化
C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
D.丁(CH3CH2OH)可由乙烯与水发生取代反应制得
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向。CO2可转化成有机物实现碳循环。在 2 L 的恒温恒容密闭容器中,充入 2molCO2 和 6molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得 CO2 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化如图:
(1)从 3 min 到 15min,υ(H2)=____molL-1min-1;
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_____填编号)。
A. 反应中 CO2 与 CH3OH 的物质的量浓度之比为 1∶1(即图中交叉点)
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内生成 1mol H2,同时生成 1mol CH3OH
D. 混合气体的平均密度不随时间的变化而变化
(3)平衡时 CO2 的转化率为 _____。
(4)平衡混合气体中 CO2(g)和 H2(g)的物质的量之比是 ______。
(5)第 3 分钟时υ正(CH3OH)______第 15 分钟时υ逆(CH3OH)(填“>”、“<” “=”)。
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【题目】为证明C2H5X(X=Cl、Br或 I)中存在溴原子,某同学设计如下实验:
Ⅰ.向C2H5X中加入硝酸银溶液,充分振荡后静置,液体分为两层,均为无色溶液;
Ⅱ.向C2H5X中加入氢氧化钠溶液,充分振荡后静置,液体分为两层,均为无色溶液;
Ⅲ.取Ⅱ中……。
(1)Ⅰ为对照实验,目的是_______。
(2)写出Ⅱ中的化学方程式:_______。
(3)补全Ⅲ中的实验操作及现象:_______,说明C2H5X中含溴原子。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】现有19.2克铜与400毫升稀硝酸发生如下反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)用双线桥表示出电子转移的方向和数目_____________
(2)计算稀硝酸的物质的量浓度_____________
(3)计算产生的气体在标况下的体积_____________
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【题目】金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是
A. 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B. 比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池,Al–空气电池的理论比能量最高
C. M–空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D. 在M–空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
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