题目内容

(17分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)  K1  ?H < 0 (I)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)               K2  ?H < 0 (II)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=         (用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol?L-1?min-1,则平衡后n(Cl2)=          mol,NO的转化率а1=       。其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2        а1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2           (填“增大”“减小”或“不变”。若要使K2减小,可采用的措施是                             
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol?L?1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3?)、c(NO2-)和c(CH3COO?)由大到小的顺序为                   。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol?L?1,CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol?L?1,可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是             
a.向溶液A中加适量水       b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水       d.向溶液B中加适量NaOH

(1)K12/ K2
(2)2.5×10-2;75%;>;不变;升高温度
(3)c(NO3?) > c(NO2-) > c(CH3COO?);b、c

解析试题分析:(1)设已知的两个反应为①②,则4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×①—②,则K= K12/ K2
(2)转化的n(Cl2)=1/2×7.5×10-3mol?L-1?min-1×2L×10min=7.5×10-2,则平衡后n(Cl2)=0.1mol—7.5×10-2=2.5×10-2;转化的n(NO)=7.5×10-3mol?L-1?min-1×2L×10min=0.15mol,则NO的转化率а1=0.15mol÷0.2mol×100%=75%;其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,则反应(II)的压强大于反应(I)的压强,则平衡更有利于向右移动,所以平衡时NO的转化率а21;因为温度不变,所以平衡常数不变;反应(II)?H < 0,为放热反应,所以升高温度,平衡向左移动,K2减小。
(3)根据越弱越水解的规律,CH3COO?水解程度大于NO2-的水解程度,所以离子浓度 由大到小的顺序为:c(NO3?) > c(NO2-) > c(CH3COO?);因为CH3COO?水解程度大于NO2-的水解程度,所以溶液A的pH小于溶液B,向溶液A中加适量NaOH,溶液A的pH增大,向溶液B中加适量水,溶液B的pH减小,故b、c正确。
考点:本题考查反应速率、转化率和平衡常数的计算,化学平衡移动,离子浓度比较。

练习册系列答案
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(16分)碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 +               ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO43+ ____H2O  
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
     △H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程为                     
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:

ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是                
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=                    
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol?L-1)变化如下表所示:

 
0min
5min
10min
CO
0.1
 
0.05
H2
0.2
 
0.2
CH3OH
0
0.04
0.05
   若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是                        ;且该条件所改变的量是              

CO2是生活中常见的化合物之一,随着世界工业经济的发展、人口的剧增,全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题,人类对CO2的性质研究和综合利用日益重视。
Ⅰ.在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC):CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O,但甲醇转化率通常不会超过1%,这是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下,通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
(1)根据反应温度对TON的影响图(相同时间内测定),判断该反应的焓变△H________0(填“>”、“=”或“<”),理由是____________________________________。

(2)根据反应时间对TON的影响图(上图),已知溶液总体积10mL,反应起始时甲醇0.25mol,催化剂0.6×10—5 mol,计算该温度下,4~7 h内DMC的平均反应速率:________。
(3)根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(见上右图),判断下列说法正确的是   
A.由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用甲醇把影响环境的温室气体CO2 转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
B. 在反应体系中添加合适的脱水剂,将提高该反应的TON
C. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加,甲醇的平衡转化率显著提高
D. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加DMC的产率反而急剧下降
Ⅱ.如果人体内的CO2不能顺利排除体外会造成酸中毒,缓冲溶液可以抵御外来少量酸或碱对溶液pH的影响,人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3-)维持pH稳定。己知正常人体血液在正常体温时,H2CO3的一级电离常数Ka1=10-6.1,c(HCO3-):c(H2CO3)≈20:1,lg2=0.3。
(4)由题给数据可算得正常人体血液的pH________(保留一位小数)。
(5)正常人体血液中H2CO3、HCO3-、OH-、H+四种微粒浓度由大到小关系为:         
(6)当少量的酸、碱进入血液中时,血液pH变化不大,其原因是             

(17分)降低太气中CO2含量及有效开发利用CO2,是科学家研究的重要课题。
(1)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.4kJ·mol-1
①某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入体积可变的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化如下表所示。

则Pl      P3(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、Pl,T3、P3时平衡常数分别为K1、K3
则K1     K3。T1、Pl时H2的平衡转化率为         
②一定条件下,t上述反应在密闭容器中达平衡。当仅改变影响反应的一个条件,引起的下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____      
A.反应物的浓度降低        B.容器内压强增大
C.正反应速率大于逆反应速率    D.化学平衡常数K增大   
(2)碳酸氢钾溶液加水稀释,       (填“增大”“不变”或“减小”)。用碳酸钾溶液吸收空气中CO2,当溶渡呈中性时,下列关系或说法正确的是        
A.c(K+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3
b.c(HCOc(CO
c.降低温度,c(H+)·c(OH)不变
(3)向盛有FeCl3溶液的试管中滴加少量碳酸钾溶液,立即产生气体,溶液颜色加深,用激光笔照射能产生丁达尔效应,反应的离子方程式为                      

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