题目内容
【题目】自然界中时刻存在着含氮元素不同物质间的转化,实现氮按照一定的方向转化一直是科学领域研究的重要课题。氮气在催化剂作用下的一系列转化如图所示:
下列叙述正确的是
A.N2转化为NH3、NH3转化为NO均属于氮的固定
B.在催化剂a的作用下,氮原子发生了氧化反应
C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D.催化剂a、b均可以提高单位时间内反应物的转化率
【答案】D
【解析】
A. N2转化为NH3属于氮的固定,而NH3转化为NO是氮元素化合物之间的转化,不属于氮的固定,A错误;
B.在催化剂a的作用下,氮原子有0价变为-3价,化合价降低,获得电子,发生了还原反应,B错误;
C.在催化剂a表面发生了非极性共价键的断裂,在b表面发生了极性共价键的断裂,C错误;
D.催化剂a、b加快了反应速率,因此均提高单位时间内反应物的转化率,D正确;
故合理选项是D。
【题目】机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知: C(s)+O2(g) =CO2(g) △H1 = 393.5kJ·mol1
2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H2 = 221.0 kJ·mol1
N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H 3 =+180.5 kJ·mol1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是_________________________。
(2)研究CO和NO的催化反应,用气体传感器测得在某温度下、一定体积的密闭容器中,不同时间NO和CO浓度如下表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/(104mol·L1) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/(103mol·L1) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
① 前4 s内的平均反应速率υ(CO) =______mol·L1·s1。
② L、X可分别代表压强或温度。下图A表示L一定时,NO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是______。判断L1、L2的大小关系______,并简述理由:______________________________。
(3)实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数______(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆 =___________。(保留一位小数)
II. 有人利用反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH = 34.0 kJ·mol1,用活性炭对NO进行吸附。现在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应,经相同时间测得NO的转化率随温度的变化如图B所示。由图可知最高转化率对应温度为450℃。低于450℃时,NO的转化率______(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡转化率,判断理由是________________________;高于450OC时,NO的转化率降低的可能原因是___________(填标号)
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变小 C. 反应活化能增大
【题目】氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下:
已知:(1)无水FeCl3的熔点为555 K、沸点为588 K。
(2)废铁屑中的杂质不与盐酸反应。
(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ | 0 | 20 | 80 | 100 |
溶解度(g/100 g H2O) | 74.4 | 91.8 | 525.8 | 535.7 |
实验室制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1,关闭活塞K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸;
Ⅱ.当……时,关闭弹簧夹K1,打开活塞K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a;
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。
请回答:
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是_____________________________。
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数,操作Ⅱ中“…”的内容是______________。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是加入______________后__________________、过滤、洗涤、干燥。
(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式:______________________。
(5)捕集器温度超过673 K时,存在相对分子质量为325的铁的氯化物,该物质的分子式(相对原子质量:Cl-35.5、Fe-56)为____________。
(6)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100 mL溶液;取出10.00 mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,并用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,消耗V mL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①滴定终点的现象是________________________________________________;
②样品中氯化铁的质量分数为__________________________。