题目内容
【题目】研究、
、
等的处理方法对环境保护有重要意义。
(1)科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成和
,其反应为:
①为了研究外界条件对该反应的影响,进行下表三组实验,测得不同时刻NO的浓度(c)随时间变化的趋势如图1所示。1、2、3代表的实验编号依次是________。(已知在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。)
实验温度NO初始浓度O初始浓度催化剂比表面积催化剂用量编号(℃)
实验 编号 | 温度 (℃) | NO初始浓度 | CO初始浓度 | 催化剂比表面积 | 催化剂用量 (g) |
Ⅰ | 280 | 82 | 50 | ||
Ⅱ | 280 | 124 | 50> | ||
Ⅲ | 350 | 124 | 50 |
②图2表示NO的平衡转化率(a)随温度、压强变化的示意图。X表示的是________,理由是________;Y表示的是________,且Y1________Y2(填“>”或“<”)。
(2)一定温度下,将与
以体积比1:2置于密闭容器中发生反应
,达到平衡时
的体积分数为25%。该反应的平衡常数
________。
(3)利用原电池反应可实现的无害化,总反应为
,电解质溶液为碱性。工作一段时间后,该电池负极区附近溶液pH________(填“变大”、“变小”或“不变”),正极电极反应式为________。
【答案】Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ 温度 该反应为放热反应,温度升高平衡向左移动, 降低:该反应为气体分子数减小的反应,压强增大,平衡向右移动,
增大 压强 < 1.8 变小
【解析】
(1)①根据温度和催化剂对反应速率的影响及平衡的移动,结合图象和表格来判断;
②反应为气体分子数减少的反应,增大压强,有利于反应正向进行,结合反应的焓变分析温度变化对化学平衡的影响;
(2)设NO2与SO2的物质的量分别为1mol、2mol,容器体积为1L,则
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
开始 1 2 0 0
转化 x x x x
平衡 1-x 2-x x x
达到平衡时SO3的体积分数为25%,则
解得x=0.75mol/L,
结合K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比计算。
(3)正极上是二氧化氮得到电子发生还原反应,负极上是氨气失电子发生氧化反应,结合电极反应分析判断。
①温度越高,反应速率越快,催化剂能改变反应速率,但不改变平衡状态,由图1可知,反应3的速率最快,反应1的速率比反应2的速率快,达到平衡时反应物的转化率相同,图表中反应Ⅲ的温度最高且催化剂的表面积最大,则反应3为Ⅲ,而Ⅱ与Ⅰ比较温度相同,但Ⅱ催化剂的表面积大,即Ⅱ的反应速率比Ⅰ快,但平衡状态相同,可知反应1为Ⅱ,反应2为Ⅰ,
故答案为Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ;
②反应为气体分子数减少的反应,增大压强,有利于反应正向进行,反应焓变△H<0,正反应放热,降低温度有利于反应正向进行,当反应逆向进行时,NO转化率降低,则可采取的措施有升高温度或降低压强,因此条件为温度,则Y表示压强,控制温度相同时,压强越大,NO转化率越高,则Y1<Y2,
故答案为温度;该反应为放热反应,温度升高,平衡向左移动,α(NO)降低;该反应为气体分子数减小的反应,压强增大,平衡向右移动,α(NO)增大;压强;<;
(2)设NO2与SO2的物质的量分别为1mol、2mol,容器体积为1L,则
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
开始 1 2 0 0
转化 x x x x
平衡 1x 2x x x
达到平衡时SO3的体积分数为25%,则,解得x=0.75mol/L,
该反应的平衡常数,
故答案为1.8;
(3)原电池工作时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,根据电极总反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O,可知正极上是二氧化氮得到电子发生还原反应,电极反应为:2NO2+8e+4H2O=N2+8OH,该电池正极区附近溶液pH增大,
故答案为变大; 2NO2+8e+4H2O=N2+8OH。
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【题目】合成氨工业中氢气可由天然气和水反应制备,其主要反应为:CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) 已知,破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示:
化学键 | C—H | O—H | C=O | H—H |
吸收热量(kJ/mol) | 414 | 464 | 803 | 436 |
试通过计算判断,下列有关甲烷转化成氢气过程的能量变化示意图正确的是
A. B.
C. C
D.
【题目】某学生对Na2SO3与AgNO3在不同pH下的反应进行探究。
(1)测得Na2SO3溶液pH=10,AgNO3溶液pH=5,原因是(用离子方程式表示):___。
(2)调节pH,实验记录如下:
实验序号 | pH | 实验现象 |
a | 10 | 产生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清 |
b | 6 | 产生白色沉淀,一段时间后,沉淀未溶解 |
c | 2 | 产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X |
查阅资料得知:
ⅰ.Ag2SO3:白色,难溶于水,溶于过量的Na2SO3溶液。
ⅱ.Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反应。
该学生对产生的白色沉淀提出了两种假设:
①白色沉淀为Ag2SO3。
②白色沉淀为Ag2SO4,推测的依据是___。
(3)取b、c中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4。实验方法是:另取Ag2SO4固体置于__溶液中,未溶解。
(4)将c中X滤出、洗净,为确认其组成,实验如下:
Ⅰ.向X中滴加稀盐酸,无明显变化。
Ⅱ.向X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体。
Ⅲ.分别用Ba(NO3)2、BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液,前者无明显变化,后者产生白色沉淀。
①实验Ⅰ的目的是___。
②根据实验现象分析,X的成分是___。
③Ⅱ中反应的化学方程式是___。
(5)该同学综合以上实验,分析产生X的原因:随着酸性的增强,体系的还原性增强。