题目内容

空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
(1)上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有                        (填化学式)。
(2)早期人们曾经使用铅室法生产硫酸,其主要反应为:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH=a kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)    ΔH=b kJ·mol-1
则SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)  ΔH=               kJ·mol-1
②一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是         (选填序号)。
a.体系压强保持不变          b.混合气体的颜色保持不变
c.NO的物质的量保持不变    d.每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2
③测得②中反应5 min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)=               ,此反应在该温度下的平衡常数K=                          
(3)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2,用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:

①上述合成甲醇的反应为                 反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为                     
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时正极的电极反应式为                                                  ,理论上通过外电路的电子最多为                       mol。

(1)(2分) SO2、NO(2)(8分)①   ②ad   ③0.075mol/(L?min)  9
(3)(6分)①放热(1分) ②Ka=Kb>KC(1分) ③O2 + 2H2O + 4e=4OH(2分) 30(2分)

解析试题分析:(1)SO2和NO2排入大气中最终分别变为硫酸和硝酸,从而形成酸雨。CO不能形成酸雨。
(2)①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)    ΔH=a kJ·mol-1、2NO(g)+O2(g)2NO2(g)    ΔH=b kJ·mol-1,则根据盖斯定律可知前者减去后者即得到反应2SO2(g)+2NO2(g)2SO3(g)+
2NO(g),因此反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)  ΔH=kJ·mol-1
②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,据此可以判断。A、根据反应式可知,反应前后气体的体积不变,因此压强始终是不变,则体系压强保持不变不能说明反应达到平衡状态;b、颜色的深浅与NO2的浓度有关系,所以当混合气体的颜色保持不变时,则说明NO2的浓度不再发生变化,因此反应达到平衡状态;c、NO的物质的量保持不变说明正逆反应速率相等,达到平衡状态;d、每生成1 mol SO3的同时,一定消耗1 molNO2,因此该关系是始终成立的,不能说明反应达到平衡状态,答案选ad。
③             SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
起始量(mol)   1       1           0        0
转化量(mol)   x       x           x        x
平衡量(mol)  1-x   1-x          x        x
由于平衡时容器中NO与NO2的体积比为3︰1
则3-3x=x
解得x=0.75mol
所以平衡时消耗SO2的浓度是0.75mol÷2L=0.375mol/L
则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)=0.375mol/L÷5min=0.075mol/(L?min)
由于反应前后体积不变,所以可以用物质的量代替浓度计算平衡常数
则此反应在该温度下的平衡常数K==9
(3)①根据图像可知,在压强不变的条件下,随着温度的升高,CO的转化率降低。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。
②平衡常数只与温度有关系,A和B两点温度相同,则平衡常数相等。升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,所以三点平衡常数的大小关系是Ka=Kb>KC
③原电池中负极失去电子,发生氧化反应。正极得到电子,发生还原反应。所以在燃料电池中燃料在负极通入,氧气或空气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液,显碱性,所以正极电极反应式为O2 + 2H2O + 4e=4OH;根据图像可知A点CO的转化率是0.5,则平衡常数生成甲醇的物质的量是10mol×0.5=5mol。甲醇中碳元素的化合价是-2价,反应后被氧化为+4价,失去6个电子,所以5mol甲醇反应转移电子的物质的量是5mol×6=30mol。
考点:考查酸雨的形成、盖斯定律、反应速率和平衡常数计算、平衡状态判断、外界条件对平衡状态的影响以及电化学原理的应用与计算

练习册系列答案
相关题目

氨有着广泛的用途,可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。
(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应可生成氨气:

该反应在固定体积的密闭容器中进行,有关说法正确的是_____________(填序号字母)。

A.反应处于平衡状态时,
B.反应达到平衡后,
C.体系的总压强不变,说明反应已达平衡
D.混合气体的密度保持不变,说明反应已达平衡
(2)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
   ①
 ②
   ③
请写出上述三个反应中三者之间关系的表达式,=_________。
(3)工业制硝酸的主要反应是: 
①升高温度,反应的K值减小,则Q______(填“>”、“<”或“=”)0。
②若反应起始的物质的量相同,下列关系图错误的是________(填序号)。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的浓度如下表:
时间/浓度








起始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
a
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为________。
反应在第2 min时改变了条件,改变的条件可能是______________________________。
该条件下,反应的平衡常数K=________。

化学反应中既有物质变化,又有能量变化,释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。已知C(石墨)、H2(g)燃烧的热化学方程式分别为:
① C(石墨)+O2(g)=CO(g)   ="-111.0" KJ·mol-1
② H2(g)+ O2(g) =H20(g)   ="-242.0" kJ·mol-1
③ C(石墨)+O2(g)=CO2(g)     ="-394.0" kJ·mol-1    
请解答下列问题:    
(1)化学反应中有能量变化的本质原因是反应过程中有         的断裂和形成。上述三个反应都是          (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在热化学方程式中,需要标明反应物及生成物的状态的原因是                                                 ;在①中,02的化学计量数“1/2”是表示     (填字母)。
a.分子个数    b.物质的量    c.气体的体积
(3)反应2H20(g)=2H2(g)+02(g)的=        KJ·mol-1
(4)若C(金刚石)+02(g)=C02(g)的="-395.0" kJ·mol-1,则稳定性:金刚石         (填“>”、“<”或“=”)石墨。
(5)已知形成H20(g)中的2 mol H-O键能放出926.0 kJ的能量,形成1 mol 02(g)中的共价键能放出498.0 kJ的能量,则断裂1 mol H2(g)中的H-H键需要的能量         KJ。
(6)工业制氢气的一个重要途径是用CO(g)与H2O(g)反应生成C02(g)和H2(g),则该反应的热化学方程式是                                                    

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网