题目内容
【题目】在CF3COOH水溶液中将甲烷直接转化为CH3OH的反应机理如图，下列说法正确的是
A.所含部分元素第一电离能：C<N<O<F
B.反应③的氧化剂为对苯二酚
C.此法由甲烷制取甲醇的方程式为：2CH4+O2
2CH3OH
D.
均可以与浓溴水反应，且反应类型相同
【答案】C
【解析】
A．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅤA元素原子最外层为半充满状态，第一电离能大于相连元素，则应为C＜O＜N＜F，故A错误；
B．反应③中N元素化合价降低，被还原，氧化剂为NO2，故B错误；
C．涉及反应为CH4+CF3COOH＋
O2→CF3COOCH3+H2O，CF3COOCH3+H2O→CF3COOH+CH3OH，则总反应为2CH4+O2
2CH3OH，故C正确；
D．
含有酚羟基，可与溴水发生取代反应，
含有双键，与溴水发生加成反应，故D错误。
故选：C。
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【题目】近年来雾霾天气经常出现，研究雾霾成因和治理是当前环保的重要话题。汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反应机理，对消除和防治环境污染有重要意义。
（1）①对于2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-665kJ/mol的反应分三步完成：
a：2NO(g)=N2O2(g)(快)
b：N2O2(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)(慢)
c：N2O(g)+H2(g)=N2(g)+H2O(g)(快)
决定此总反应速率的是第步的反应___(填序号)。
②已知：H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) △H=+41kJ/mol
汽车尾气的净化原理主要是用催化剂把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体，试写出该反应的热化学方程式：___。
（2）升高温度能让绝大多数的化学反应加快反应速率，但是研究发现2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H<0存在一些特殊现象。现有某化学小组通过实验测得不同温度下该反应速率常数k(代表反应速率的一个常数)的数值如表：
T(K) | k | T(K) | k | T(K) | k |
143 | 1.48×105 | 273 | 1.04×104 | 514 | 3.00×103 |
195 | 2.58×104 | 333 | 5.50×103 | 613 | 2.80×103 |
254 | 1.30×104 | 414 | 4.00×103 | 663 | 2.50×103 |
由实验数据测到v正与c(O2)的关系如图1所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为___点(填字母)，并解析原因：
①___
②___
（3）NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人得出用活性炭对NOx进行吸收，发生如下反应：
反应a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ/mol
反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol
对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表：
时间(min) 浓度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①010min内，NO的平均反应速率v(NO)=___，当升高反应温度，该反应的平衡常数K___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是___(填字母)。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
（4）实验室模拟反应2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol，在密闭容器中加入一定量的碳和NO2，维持温度是T2℃，如图2为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。
①请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因___；
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数___(用计算表达式表示，不必化简)；已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
