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(14分)为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量,研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。
(1)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应:N2 + O22NO,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
①在T1、T2温度下,一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如右图所示,根据图像判断反应N2(g) + O2(g)2NO(g)的△H________0(填“>”或“<”)。
②在T3温度下,向2L密闭容器中充入10molN2与5mo1O2,50秒后达到平衡,测得NO的物质的量为2mol,则该反应的速率υ(N2)=___________________。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol,则达到平衡后N2的转化率为____________。

(2)利用右图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,用阴极排出的溶液可吸收NO2
①阳极的电极反应式为_____________________。
②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/L
Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2)=c(CH3COO),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=______________________(用含a和b的代数式表示)。
(4)引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等,任写一种与SO42互为等电子体的分子                 
(1)① > ②0.01 mol·L1·s1;14.3% (2)①SO2 + 2H2O-2e="=" SO42+ 4H ②1:2
(3) ×10-7 mol·L1(不写单位也给分) (4)CCl4或  CF4

试题分析:(1)①温度为T2时首先达到平衡状态,说明温度是T1<T2,但温度高氮气的体积分数降低,这说明升高温度平衡向正反应方向进行,因此正方应是吸热反应,即△H>0。
②50秒后达到平衡,测得NO的物质的量为2mol,则根据反应的化学方程式可知消耗氮气的物质的量是1mol,其浓度是0.5mol/L,所以该反应的速率υ(N2)=0.5mol/L÷50s=0.01 mol·L1·s1;平衡时氮气和氧气的浓度分别是5mol/L-0.5mol/L=4.5mol/L、2.5mol/L-0.5mol/L=2mol/L,NO的浓度是1mol/L,所以该温度下平衡常数K=,如果该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol,则N2(g) + O2(g)2NO(g)
起始浓度(mol/L)0.5        0.5          0
转化浓度(mol/L) x          x           2x
平衡浓度(mol/L)0.5-x    0.5-x        2x
 = 
解得x= 
因此达到平衡后N2的转化率为 ×100%=14.35
(2)①电解池中阳极极失去电子,发生氧化反应,所以SO2在阳极通入,被氧化生成硫酸,电极反应式是SO2+2H2O-2e=4H+SO42
②阴极排除的是S2O42在与NO2的反应中S元素化合价从+3价升高到+4价,失去1个电子,则1molS2O42失去2mol电子。NO2转化为无毒的气体应该是氮气,反应中氮元素化合价从+4价降低到0价,得到4个电子,因此根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。
(3)根据电荷守恒可知2c(Ba2)+c(H)=c(CH3COO)+c(OH),因此根据2c(Ba2)=c(CH3COO)可知,溶液中c(H)=c(OH)。根据原子守恒可知2c(Ba2)=c(CH3COO)=bmol/L,因此溶液中醋酸分子的浓度是0.5amol/L-bmol/L,则醋酸溶液的电离常数Ka= =×10-7 mol·L1
(4)价电子数和原子数分别都相等的是等电子体,硫酸根中含有5个原子,32个价电子,因此与SO42互为等电子体的分子有CCl4或CF4等。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

可以充分说明反应P(g)+Q(g) R(g)+S(g)在恒温下已达到平衡的是(    )
A.反应容器内的压强不随时间改变B.反应容器内P、Q、R、S四者共存
C.P的生成速率和S的生成速率相等D.反应容器内的气体总物质的量不随时间变化

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(12分).
在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应:
A(g)B(g)+C(g)   △H=+85.1kJ·mol-1(吸热反应)
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强p/100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
 
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为_______________。
(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为_______。平衡时A 的转化率为_____.
(3)   ①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n和反应物A的物质的量n(A),
n=_______mol,n(A)=_______mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a= _______________
反应时间t/h
0
4
8
16
C(A)/(mol·L-1
0.10
a
0.026
0.0065
 
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是_________________,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为_______mol·L-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(18分)运用化学反应原理研究氮、氯等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)科学家研究在一定条件下通过下列反应制备NH3:

①在其他条件相同时,反应中NH3的体积分数(a)在不同温度下随反应时间(t)的变化如图。该反应的平衡常数表达式K=______,该反应中的(填“>”“<”或“=”)。

②某温度下,在2L容积不变的密闭容器中加入1molN2和6molH2O(1)发生反应,N2转化率随时间(t)变化如图。15-20min内,v(NH3)=____。若其他条件不变,在图中画出使用催化剂后N2的转化率随反应时间变化的曲线示意图。
(2) 25℃时,某同学将0.lmol盐酸与0.2 mol氨水等体积混合,所得混合溶液pH______7(填“>”“<”或“=”,下同),混合溶液中(25℃时,NH3.H2O的电离常数
(3) 25℃时,向O.lmol的MgCl2溶液中逐滴加入适量0.lmol氨水,有白色沉淀生成,向反应后的浊液中,继续加入O.lmol的FeCl3溶液,观察到的现象是______ ;上述过程中发生的所有反应的离子方程式为______。(25℃时,

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在K2CrO4的溶液中存在着如下的平衡:2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O, K=1×1014。若用0.05mol K2Cr2O7配制成1 L K2CrO4溶液,其中c(Cr2O72)<10-5mol/L,则所配溶液的pH
A.>7B.<7C.=7D.无法确定

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(13分)近些年来,世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这些化合物的综合处理具有重要意义。
(1)工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素,其总反应如下:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,该反应在         (填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。
(2)已知合成尿素分两步进行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) 
第2步:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l) 
下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是(填序号)        

(3)合成尿素过程中,当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时,NH3
的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v(CO2)          B点的逆反应速率
v(CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②达到平衡时,CO2的转化率为          
(4)活性炭可用于处理大气污染物NO,在某1L恒容密闭容器中加入  0.100molNO      和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:
物质
n/mol
T/℃
活性炭
NO
E
F
T1
2.000
0.040
0.030
0.030
T2
2.005
0.050
0.025
0.025
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式                                
②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1,在T2℃时的平衡常数为K2。计算K1=         ,根据题给信息判断,T1和T2的关系是           
A. T1>T2     B. T1<T2         C.无法比较 
③若密闭容器为容积可变,根据化学反应原理,分析增加压强对该反应的影响                                          
                                                  

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(15分)已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1)可逆反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)是炼铁工业中一个重要反应,其温度与平衡常数K的关系如下表:
T(K)
938
1100
K
0.68
0.40
 
①写出该反应平衡常数的表达式__________。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,若升高温度,混合气体的平均相对分子质量_____;充入氦气,混合气体的密度____(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如下表:
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
C6H5ONa
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
11.3
①上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是           
②根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是      
将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是    (填编号)。
A.HCN        B.HClO       C.C6H5OH      D.CH3COOH         E.H2CO3
③据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是    (填编号)。
A.CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa  B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO       D.CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为                                            
(3)已知常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。又知常温下某CuSO4溶液里c(Cu2)=0.02 mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于        ;要使0.2 mol·L-1的CuSO4溶液中Cu2沉淀较为完全 ( 使Cu2浓度降至原的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH为           

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(16分)碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题:
(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化SO2被还原为S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol        ①
C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH2= -393.5kJ·mol-1       ②
                 S(s)+O2(g)=SO2(g)   ΔH3= -296.8kJ·mol-1         ③
则SO2氧化CO的热化学反应方程式:                              
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示,该反应ΔH     0(填“>”或“ <”)。
图2表示CO的转化率与起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、温度的变化关系,曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为         ;测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%,则x1=        
②在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是      (填序号)。
A.正反应速率先增大后减小B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大D.反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度增大
③一定条件下,将2molCO和2molH2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应,反应达到平衡时CO与H2体积之比为2∶1,则平衡常数K=              
(3)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。
原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,
总反应为:2CH3CHO+H2OCH3CHOH+CH3CHOOH。
实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的 处理过程,其装置示意图如图所示:

①电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为:
4OH-4e═O2↑+2H2O;                                   。
②在实际工艺处理过程中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水,可得到乙醇        kg(计算结果保留2位小数)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知:3A(g)+B(g)2C(g)在不同温度和压强时A的转化率如表所示。由此可知,下列图像正确的是

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