题目内容

【题目】节能减排措施是我国“十一五”期间提出的政策措施。

(1)煤的燃烧,会产生大量有害气体。将煤转化为水煤气,可有效降低排放。

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=-242.0kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1

根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式___________。

(2)汽车尾气的排放是大气污染物的重要来源,其中含有NO气体。根据资料显示用活性炭还原法可以处理氮氧化物,某硏究小组向固定容积的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=-574kJ·mol-1,并在温度T时将所测反应数据制成下表:

①0到10min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________mol·L-1·min-1。

②下列数据不再变化可表示该反应达到平衡的是___________。

a.容器内压强 b.混合气体的平均摩尔质量 c.混合气体的密度

③若容器改为可变容积容器,达平衡后改变某一条件,一段时间后,反应再次达到原平衡,请写出可能改变的条件是___________(任写一种)。

(3)在某温度T时能同时发生反应:

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) K1

N2O4(g)2NO2(g) K2

若向一体积固定为2L的密闭容器内加入N2O52mol,一段时间后,容器内的反应达到平衡,此时n(NO2)=0.4mol,已知K2=0.1,请计算出K1=___________。

(4)一定条件下,将汽车尾气通入到氢氧化钠溶液,尾气中氮的氧化物可以转化为亚硝酸钠,工业上可以用亚硝酸钠来制备亚硝酸。已知,25℃时亚硝酸(HNO2)、亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数分别如下:

Ka1

Ka2

亚硝酸(HNO2)

7.1×10-4

亚硫酸(H2SO3)

1.54×10-2

1.02×10-7

请回答下列问题

①常温下,将0.1mol·L-1的亚硝酸稀释100倍,c(H+)将___________(填“不变”、增大”、“减小”);Ka值将(填“不变”、“增大”、“减小”)___________。

②下列离子方程式能发生的是___________(填字母)。

a.NO2-+SO2+H2O=HNO2 +HSO3- b. 2HNO2+SO32-=2NO2-+SO2↑+H2O

c.2NO2-+SO2 +H2O=2HNO2 +SO32- d. HNO2+SO32-= NO2-+ HSO3-

【答案】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ·mol-1 0.048 bc 加圧或减压或增加NO浓度等 0.16 减小 不变 ad

【解析】

(1)利用盖斯定律求反应热;

(2) ①反应速率的求解,利用公式;

②平衡状态的标准,抓住变化的量不变,即可表示平衡;

③气体体积不变的反应的等效平衡;

(3)三等式求平衡常数;

(1)C(s)与H2O(g)的反应方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),该反应等于反应①-②-③,△H=△H1-△H2-△H3=-393.5-(-242.0)-(-283.0)kJ·mol-1=+131.5kJ·mol-1;答案为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ·mol-1;

(2) ①0到10min内,NO的浓度从1mol·L-1降低到了0.52mol·L-1,降低了0.48mol·L-1,,答案为0.048;

②容器内发生的反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),a.C是固体,反应前后气体的物质的量不变。在相同条件下,物质的量之比等于压强之比,气体的物质的量不变,则压强一直都没有变,因此a不能说明反应已经达到平衡;b.,由于C是固体,气体的总质量发生变化,所以平均摩尔质量发生变化,当它不变的时候,说明平衡,b符合要求;c.,由于C是固体,气体的总质量发生变化,所以密度发生变化,当它不变的时候,说明平衡,c符合要求。答案为bc;

③若容器变为容积可变的容器,但是反应前后气体的物质的量不变,压强的改变不会影响平衡的移动,所以可以改变压强,压缩体积或者扩大体积;另外C是固体,增大反应物NO的浓度,平衡正向移动,达平衡后与原平衡等效,平衡不移动,答案:加圧或减压或增加NO浓度等;

(3) 体积为2L,n(NO2)=0.4mol,c(NO2)=0.2mol·L-1。已知K2=0.1,, 则c(N2O4)=0.4mol·L-1, n(N2O4)=0.8mol。为了生成NO2 0.4mol,需要消耗N2O4为0.2mol,加上剩余的N2O4,则N2O5分解一共生成了1molN2O4,生成N2O5和O2的比例为2:1,则生成的氧气为0.5mol。

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)

开始的物质的量 2 0 0

转化的物质的量 1 1 0.5

平衡的物质的量 1 0.8 0.5

体积为2L,

答案为0.16;

(4) ①加水稀释,虽然能促进电离,但是离子浓度还是比原来的小,稀释后,温度没有发生改变,电离平衡常数不变,答案为减小 不变;

②通过亚硝酸和亚硫酸的电离平衡常数的对比,HNO2、H2SO3、HSO3-的酸性排序为H2SO3>HNO2>HSO3-;反应为强酸制弱酸。a.SO2和H2O反应生成H2SO3,与NO2-反应,生成HNO2和HSO3-,HNO2的酸性比HSO3-的强,a正确;b.HNO2的酸性比H2SO3的弱,不能弱酸制取强酸,b错误;c.产物中HNO2会与SO32-反应生成HSO3-,c项错误,d正确;答案选ad。

练习册系列答案
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【题目】某研究性学习小组向一定量的NaHSO3溶液(加入少量淀粉)中加入稍过量的KIO3 溶液,一段时间后,溶液突然变蓝色。为进一步研究有关因素对反应速率的影响,探究如下。

(1)查阅资料 知NaHSO3与过量KIO3反应分为两步进行,且其反应速率主要由第一步反应决定。已知第一步反应的离子方程式为IO3—+3HSO3—===3SO42—+I—+3H+,则第二步反应的离子方程式为________________。

(2)通过测定溶液变蓝所用时间来探究外界条件对该反应速率的影响,记录如下。

编号

0.01mol/LNaHSO3溶液/mL

0.01mol/L KIO3

溶液/mL

H2O/mL

反应温度

/℃

溶液变蓝所用时间t/s

①

6.0

10.0

4.0

15

t1

②

6.0

14.0

0

15

t2

③

6.0

a

b

25

t3

实验①②是探究_______________对反应速率的影响,表中t1___________t2(填“>”、“=”或“<”);

实验①③是探究温度对反应速率的影响,表中a=_____________,b=_____________。、

(3)将NaHSO3溶液与KIO3溶液在恒温条件下混合,用速率检测仪检测出起始阶段反应速率 逐渐增大。该小组对其原因提出如下假设,请你完成假设二。

假设一:生成的SO42—对反应起催化作用;

假设二:___________________________;……

(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。

实验步骤(不要求写出具体操作过程)

预期实验现象和结论

在烧杯甲中将一定量的NaHSO3溶液与KIO3溶液混合,用速率检测仪测定起始时的反应速率v(甲)

在烧杯乙中先加入少量①_____,其他条件与甲完全相同,用速率检测仪测定起始时的反应速率v(乙)

②若v(甲)___v(乙),则假设一不成立

③若v(甲)___v(乙),则假设一成立

(填“>”、“=”或“<”)

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