题目内容
汽车尾气已成为重要的空气污染物。
(1)汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时,向5L密闭容器中充入8mol N2和9molO2,5min后达平衡时NO物质的量为6mol,计算该条件下的平衡常数(写出计算过程)。
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的:
①已知:N2(g)+ O2(g) = 2NO(g) △H = +180.5kJ/mol
2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(l) △H = -571.6kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
②当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。右图是反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,据此判断该反应的△H 0 (填“>”、“<”或“无法确定”)。若催化剂的表面积S1>S2 ,在图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。
(10分)(1) N2(g) + O2(g) 2NO(g)
起始浓度(mol·L-1)1.6 1.8 0
转化浓度(mol·L-1)0.6 0.6 1.2 (2分)
平衡浓度(mol·L-1)1.0 1.2 1.2
平衡常数K=(1分)
==1.2 (1分)
【①计算结果正确但三段式不完整或不写平衡常数表达式均扣1分;②用物质的量计算平衡常数即便结果正确也只能得过程2分。】
(2)①2H2(g)+ 2NO(g)= N2(g)+2H2O(l) △H = -752.1kJ/mol(2分)
【①不标或标错物质状态或△H计算错误不得分;②计量数和△H成比例增加或减少也得2分】
②< (2分);【填“小于”扣1分】
(2分)
【①曲线画错不得分:注意起始点、变化趋势、拐点;②曲线正确但不标条件扣1分。】
解析试题分析:(1)(1) N2(g) + O2(g) 2NO(g)
起始浓度(mol·L-1)1.6 1.8 0
转化浓度(mol·L-1)0.6 0.6 1.2
平衡浓度(mol·L-1)1.0 1.2 1.2
平衡常数K===1.2;(2)根据盖斯定律,已知的前一个热化学方程式减去后一个热化学方程式,可以得到:2H2(g) + 2NO(g)=N2(g) + 2H2O(l) ?△H = -752.1 kJ·mol-1;(3)读图,两条曲线先后达到平衡,说明T2>T1,即升高温度,平衡时c(NO)增大,由于升温平衡向吸热方向移动,c(NO)增大说明平衡向逆反应方向移动,则逆反应是吸热反应,所以正反应是放热反应,△H<0;画图要点:S1变为S2,即减小催化剂表面积,反应速率减小,单位时间内NO的变化浓度减小,则T1、S2的曲线位于T1、S1曲线的右边;催化剂不能使平衡移动,所以NO的平衡浓度与T1、S1曲线相同,只是达到平衡的时间比T1、S1曲线增大。
考点:本题考查化学平衡常数、盖斯定律、热化学方程式、放热反应、吸热反应、催化剂对反应速率和平衡移动的影响规律等。
废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。
(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是 (填字母)。
A.热裂解形成燃油 | B.露天焚烧 | C.作为有机复合建筑材料的原料 | D.直接填埋 |
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H=64.39kJ·mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=-196.46kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.84kJ·mol-1
在 H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为 。
(3)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和3.0mol·L-1H2SO4的混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
铜平均溶解速率(×10-3 mol·L-1·min-1) | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因是 。
(4)在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是 。
(5) 已知相同条件下:
4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ;△H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g);△H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ;△H3
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ;H
用△H1、△H2和△H3表示H,H= 。
(6)已知1 g FeS2(s)完全燃烧生成放出7.1 kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为 。
(7分)(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:
6Ag(s)+O3(g)===3Ag2O(s);△H =" -235.8" kJ/mol;
己知:2 Ag2O(s)===4Ag(s)+O2(g);△H = +62.2kJ/mol;
则反应 2O3(g)= 3O2(g) 的△H = kJ/mol;
②科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产
生,阴极附近的氧气则生成过氧化氢,阴极电极反应式为 。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) 某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃) 条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①在10 min~20 min的时间段内,以CO2表示的反应速率为 ;
②写出该反应的平衡常数的表达式K= ;
③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是 (填序号字母);
A.容器内压强保持不变 | B.2v正(NO)=v逆(N2) |
C.容器内CO2的体积分数不变 | D.混合气体的密度保持不变 |
⑤一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。