题目内容
【题目】“绿水青山就是金山银山”,研究NO2、NO、CO等大气污染物处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)已知: ①NO2+COCO2+NO该反应的平衡常数为K1(下同),每1mol 下列物质分解为气态基态原子消耗能量(即分子的总键能)分别为:
NO2 | CO | CO2 | NO |
812kJ | 1076kJ | 1490kJ | 632kJ |
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+ 179.5 kJ /mol K2
③2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol K3
试写出NO与CO反应生成无污染的N2和CO2的热化学方程式_______________________以及此热化学方程式的平衡常数K=________(用K1、 K2、K3表示)
(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2,某温度下,在1L密闭容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,此时容器的压强为1个大气压,5秒时反应达到平衡时,容器的压强变为原来的29/30,则反应开始到平衡时CO的平均反应速率v(CO)=_____。
【答案】2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol K=K3K12/K2 0.008mol/(L·s)
【解析】
本题考查热化学方程式的书写及盖斯定律的应用、化学反应速率、化学平衡常数。
(1)由已知信息可以求出热化学方程式①NO2(g) + CO(g)CO2(g) + NO(g)ΔH=812 kJ·mol-1+1076 kJ·mol-1-1490 kJ·mol-1-632 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1。NO与CO反应生成无污染气体,根据质量守恒定律可知无污染气体为N2和CO2,写出热化学方程式2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)ΔH,根据盖斯定律,由①×2-②+③可得目标热化学方程式,则ΔH=-234kJ·mol-1×2-(+179.5 kJ·mol-1)+(-112.3kJ·mol-1)=-759.8 kJ·mol-1。当总反应式相加时,平衡常数相乘,相减时相除,成倍时为幂,则该反应的平衡常数
。
(2)因为压强之比等于物质的量之比,又由于在1L密闭容器(恒容容器)中进行的反应,则压强之比又等于物质的量浓度之比,即反应前后总浓度之比为29/30,可求出CO浓度的变化量,再根据速率公式计算CO的速率。
(1)根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,可以求出热化学方程式①NO2(g) + CO(g) CO2(g) + NO(g)ΔH=812 kJ·mol-1+1076 kJ·mol-1-1490 kJ·mol-1-632 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1,②N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=+179.5 kJ /mol,③2NO(g) + O2(g)
2NO2(g)△H=-112.3kJ/mol,根据盖斯定律,由①×2-②+③可得目标热化学方程式,则ΔH=-234 kJ·mol-1×2-(+179.5 kJ·mol-1)+(-112.3 kJ·mol-1)=-759.8 kJ·mol-1。当总反应式相加时,平衡常数相乘,相减时相除,成倍时为幂,则该反应的平衡常数
。本小题答案为:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol;K=K3K12/K2。
(2)设达到平衡时NO2的浓度改变为x
2NO2+4CO4CO2+N2
起始浓度(mol/L) 0.1 0.2 0 0
改变浓度(mol/L) x 2x 2x 0.5x
平衡浓度(mol/L) 0.1-x 0.2-2x 2x 0.5x,则[(0.1-x)+(0.2-2x)+0.2x+0.5x]/(0.1+0.2)=29/30,得x=0.02mol/L,v(CO)=( 2×0.02mol/L)/5s=0.008mol/(L·s)。本小题答案为:0.008mol/(L·s)。

【题目】某温度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=9/4,该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示,
起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(H2)(mol/L) | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
c(CO2)(mol/L) | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
下列判断不正确的是( )
A. 平衡时,乙中H2的转化率大于60%
B. 平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C. 平衡时,丙中c(CO)是甲中的2倍,是0.012 mol/L
D. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
【题目】现有三种常见元素的性质或结构如下表:
X | 与Al同周期,金属性最强 |
Y | 与Al同周期,最外层电子数是最内层电子数的3倍 |
Z | 常温下单质为双原子分子,为黄绿色有毒气体 |
W | 单质紫黑色,遇淀粉溶液显蓝色 |
(1)X元素的名称是___;Y的原子结构示意图是___;W在元素周期表中的位置是___;
(2)请写出Z的单质与X元素最高价氧化物所对应水化物的溶液在常温下反应的离子方程式___;
(3)判断非金属性Z___Y(填“>”或“<”),请用离子方程式进行说明:___。
【题目】下表是元素周期表的一部分,请回答有关问题:
ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | VA | ⅥA | ⅥⅠA | 0 | |
2 | ① | ② | ③ | |||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
4 | ⑨ | ⑩ |
(1)表中化学性质最不活泼的元素,其原子结构示意图为______。
(2)表中能形成两性氢氧化物的元素是______(用元素符号表示),写出该元素与⑨最高价氧化物的水化物反应的化方程式______。
(3)用电子式表示④元素与⑦元素形成化合物的过程______。
(4)①、②、⑥、⑦四种元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是______(填化 学式)。
(5)②的气态氢化物与最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式______。