练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    6．汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO．为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
    2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2（g）+N2（g）△H=a kJ/mol．
    为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，t1℃下，在一等容的密闭容器中，某科研机构用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如下表（CO2和N2的起始浓度为0）．
    时间/s012345
    c（NO）/×10-4 mol•L-110.04.502.501.501.001.00
    c（CO）/×10-3 mol•L-13.603.052.852.752.702.70
    回答下列问题：
    （1）在上述条件下该反应能自发进行，则正反应必然是放热反应（填“放热”或“吸热”）．
    （2）前3s内的平均反应速率v（N2）=1.42×10-4 mol•L-1•s-；t1℃时该反应的平衡常数K=5000．
    （3）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时改变下列条件，能提高NO转化率的是CD．
    A．选用更有效的催化剂
    B．升高反应体系的温度
    C．降低反应体系的温度
    D．缩小容器的体积
    （4）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．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图所示：
    实验编号T/℃NO初始浓度/mol•L-1CO初始浓度/mol•L-1催化剂的比表面积/m2•g-1
    ①3501.20×10-35.80×10-3124
    ②2801.20×10-35.80×10-3124
    ③2801.20×10-35.80×10-382
    则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为③②①．
    （5）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180.5kJ/mol
    2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=-221.0kJ/mol
    C（s）+O2（g）=CO2（g）△H3=-393.5kJ/mol
    则处理汽车尾气反应中的a=-746.5．
    （6）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，有关反应为：
    C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）△H4．
    向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，在t2℃下反应，有关数据如下表：
    NON2CO2
    起始浓度/mol•L-10.1000
    平衡浓度/mol•L-10.040.030.03
    平衡后升高温度，再次达到平衡测得容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则△H4＜0（填“＞”、“=”或“＜”）．

    分析 （1）正反应气体物质的量减小，混乱度减小，故△S＜0，而△H-T△S＜0反应自发进行；
    （2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（N2）；
    4s时处于平衡状态，平衡时c（NO）=1×10-4 mol•L-1、c（CO）=2.7×10-3 mol•L-1，计算二氧化碳、氮气的平衡浓度，代入K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）×c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×{c}^{2}（CO）}$计算平衡常数；
    （3）A．选用更有效的催化剂，不影响平衡移动；
    B．升高反应体系的温度，平衡向吸热反应移动；
    C．降低反应体系的温度，平衡向放热反应移动；
    D．缩小容器的体积，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
    （4）由图可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相比，平衡没有移动，反应速率Ⅱ比Ⅰ快，故曲线Ⅱ中催化剂比比表面积大于Ⅰ，而其它条件相同；而曲线Ⅲ和曲线Ⅱ相比，反应速率变快且平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；
    （5）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180.5kJ/mol
    ②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=-221.0kJ/mol
    ③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H3=-393.5kJ/mol
    根据盖斯定律，③×2-①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）；
    （6）原平衡时容器中NO、N2、CO2的浓度之比为4：3：3，平衡后升高温度，再次达到平衡测得容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，说明平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为放热反应．

    解答 解：（1）正反应气体物质的量减小，混乱度减小，故△S＜0，而△H-T△S＜0反应自发进行，则△H＜0，正反应为放热反应，
    故答案为：放热；
    （2）前3s内v（NO）=（10×10-4 mol•L-1-1.5×10-4 mol•L-1）÷3s=$\frac{8.5}{3}$×10-4 mol•L-1•s-1，速率之比等于化学计量数之比，v（N2）=$\frac{1}{2}$v（NO）=1.42×10-4 mol•L-1•s-1；
    4s时处于平衡状态，平衡时c（NO）=1×10-4 mol•L-1、c（CO）=2.7×10-3 mol•L-1，则△c（CO2）=△c（NO）=（10×10-4 mol•L-1-1×10-4 mol•L-1）=9×10-4 mol•L-1，△c（N2）=$\frac{1}{2}$△c（NO）=4.5×10-4 mol•L-1，故平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）×c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×{c}^{2}（CO）}$=$\frac{（9×1{0}^{-4}）^{2}×4.5×1{0}^{-4}}{（1×1{0}^{-4}）^{2}×（2.7×1{0}^{-3}）^{2}}$=5000，
    故答案为：1.42×10-4 mol•L-1•s-4；5000；
    （3）A．选用更有效的催化剂，不影响平衡移动，NO转化率不变，故A错误；
    B．正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，NO的转化率减小，故B错误；
    C．正反应为放热反应，降低反应体系的温度，平衡正向移动，NO的转化率增大，故C正确；
    D．缩小容器的体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，故D正确，
    故选：CD；
    （4）由于②、③温度相同，催化剂对平衡移动无影响，化学平衡不移动，达到相同的平衡状态，但②的催化剂的比表面积较大，则反应的速率大，所以②先达到化学平衡；
    由于①、②浓度、催化剂的比面积大相同，而①的温度较高，反应速率较快，先到达平衡，且平衡向逆反应移动，平衡时NO的浓度增大，
    所以曲线Ⅰ对应实验③，曲线Ⅱ对应实验②，曲线Ⅲ对应实验①，
    故答案为：③②①；
    （5）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H1=+180.5kJ/mol
    ②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=-221.0kJ/mol
    ③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H3=-393.5kJ/mol
    根据盖斯定律，③×2-①-②可得：2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g），则△H=2×（-393.5kJ/mol）-180.5kJ/mol-（-221.0kJ/mol）=-746.5kJ/mol，故a=-746.5，
    故答案为：-746.5；
    （6）原平衡时容器中NO、N2、CO2的浓度之比为4：3：3，平衡后升高温度，再次达到平衡测得容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，说明平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为放热反应，则△H4＜0，
    故答案为：＜．

    点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率计算、平衡常数、平衡图象与反应热计算等，题目比较综合，侧重考查学生分析计算能力，需要学生具备扎实的基础，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： 题型：选择题

    18．下列离子方程式改写成化学方程式正确的是（　　）
    A．Cu2++2OH-═Cu（OH）2↓         CuSO4+Ba（OH）2═Cu（OH）2↓+BaSO4↓
    B．CO32-+2H+═CO2↑+H2O          NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O
    C．H++OH-═H2O                NaOH+HNO3═NaNO3+H2O
    D．SO42-+Ba2+═BaSO4↓          Ba（OH）2+H2SO4═BaSO4↓+2H2O

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    19．近日某著名白酒生产企业又陷入“塑化剂”事件．据称“塑化剂”大量超标的白酒被人饮用后，可引起肝癌．常见的塑化剂DEHP分子结构如图：关于该塑化剂的说法错误的是（　　）
    A．塑化剂DEHP分子中含有碳、氢和氧三种元素
    B．塑化剂DEHP分子中至少含有两种官能团
    C．塑化剂DEHP分子易溶于酒精
    D．塑化剂DEHP分子可发生取代反应 加成反应

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    16．一块表面已经部分被氧化、质量为1.08g的钠放入10g水中后，收集到氢气0.02g．
    （1）金属钠表面氧化钠的质量是多少？
    （2）所得溶液里溶质的质量分数是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．在一定温度下，向一个容积固定的容器中通入3mol SO2和2mol O2及固体催化剂，使之反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1，平衡时容器内气体的压强为起始时的90%．保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4mol SO2、3mol O2、2mol SO3（g），下列说法正确的是（　　）
    A．达平衡时用O2表示的反应速率为0.25 mol•L-1•min-1
    B．第二次达平衡时SO3的体积分数大于$\frac{2}{9}$
    C．第一次平衡时反应放出的热量为294.9 kJ
    D．两次平衡SO2的转化率相等

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．氨在国民经济中占有重要地位．请回答有关氨的下列问题：
    已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
    在一定条件下，将lmolN2与3molH2混合于一个10L密闭容器中，3min达到平衡时，A点混合气体中氨占25%．
    （1）N2的转化率为40%；则0～3min内的平均反应速率v（H2）=0.04mol•L-1•min-1．
    （2）若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变（填“增大”“不变”或“减小”），当温度由T1变化到T2时，KA＞ KB（填“＞”、“＜”或“=”）．
    （3）改变下列条件，能加快反应速率并提高H2转化率的是AB．
    A．缩小容器体积     B．增大N2的浓度    C．使用催化剂    D．升高温度
    （4）若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡向左移动（填“向左”、“向右”或“不”）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    18．下表为元素周期表中某一周期元素的原子结构示意图．
    元素名称钠镁铝硅磷硫氯氩
    元素符号NaMgAlSipSClAr
    原子结构
    示意图
    请回答下列问题：
    （1）表中磷原子的核电荷数x=15．
    （2）表中具有相对稳定结构的元素是氩元素．
    （3）镁元素与氯元素形成的化合物的化学式为MgCl2．
    （4）上述元素在周期表中处于同一周期的原因是原子核外电子层数相同．
    （5）在化学反应中，每个铝原子失去3个电子形成铝离子．
    （6）硫与氧气反应的化学方程式是：S+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO2；设N个氧气分子的质量为32g，则64g氧气与足量硫粉完全反应生成的二氧化硫分子数为2N．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    15．下列氧化物中不属于酸性氧化物的是（　　）
    A．CO2B．NO2C．SiO2D．SO2

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    16．下列说法正确的是（　　）
    A．HCl、NaOH、BaSO4均属于电解质B．CuSO4•5H2O属于混合物
    C．凡能电离出H+的化合物均属于酸D．盐类物质一定含有金属阳离子

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案