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а2 >а1;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。
(8分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值,且气体体积为标况体积):
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
原因是 。
(2)求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变)
(3)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体
积的下列溶液,你认为可行的是__________。
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液 D.CuSO4溶液 E.Na2CO3溶液
(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(SO4)3+ ____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 |
(10分)某同学设计了如图所示的装置(夹持装置已略去)来探究影响化学反应速率的因素。
(1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是
__________________________________________
(2)用上述装置进行实验,以生成15.0mL气体为计时终点,
结果为t1﹥t2
序号 | Ⅴ(H2SO4)/mL | C(H2SO4)/mol·L-1 | t/s |
Ⅰ | 10 | 1 | t1 |
Ⅱ | 10 | 3 | t2 |
比较实验Ⅰ和实验Ⅱ可以得出的结论是__________________________________________
(3)实验中向烧瓶中滴入的稀硫酸的体积(其他操作都正确),对测定气体体积的影响_____ __________ (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
(4)将锌片换成含杂质的粗锌片,且控制其他条件使其与上述实验完全一致,所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含的杂质可能是(填序号)________
a.石墨 b.银 c.铜 d.沙粒(二氧化硅)
(5)要加快该反应的反应速率,还可以采取的措施有________________________(任填一种即可)