题目内容
【题目】运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g)H=-746kJ·mol-1。
写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施______________、______________。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)
N2(g)+CO2(g)
H。恒容恒温条件下,向体积相同的甲、乙、丙三个容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中NO的物质的量[n(NO)]随反应时间(t)的变化情况如表所示:
t/min n(NO)/mol 容器 | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
甲/400℃ | 2.00 | 1.5 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙/400℃ | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
丙/T℃ | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①H______________0(填“>”或“<”);
②乙容器在160min时,v正_________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)某温度下,向体积为2L的恒容真空容器中通入2.0molNO2,发生反应:2NO2(g)
N2O4(g)H=-57.0kJ·mol-1,已知:v正(NO2)=k1·c2(NO2),v逆(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数。测得NO2的体积分数[x(NO2)]与反应时间(t)的关系如表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
x(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.50 | 0.50 |
①
的数值为______________;
②已知速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后k1增大的倍数___________k2增大的倍数(填“>”、“<”或“=”)。
(4)用间接电化学法除去NO的过程,如图所示:
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①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:______________;
②用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:______________。
【答案】降低温度 增大压强、增大CO与NO的投料比等 < > 2 < 2HSO3-+2e-+2H+===S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-
【解析】
(1)提高NO平衡转化率,目的是时平衡向正向移动,可以使平衡向正向移动的方法有降低温度、增大压强、增大CO与NO的投料比等;
(2)2NO(g)+C(s)
N2(g)+CO2(g)这个反应是一个自发的反应,从有序变为无序,故为放热反应H<0;根据甲容器可以算出这个反应的平衡常数K=0.5625,乙容器中160min时,的浓度商Q=0.3735,没有达到平衡状态,因此v正>v逆;
(3)①根据反应速率比等于化学计量数比这一结论可以得出
(1),有可以知道该反应的化学平衡常数K=
(2),将化学平衡常数带入式子(1)可以得到
=2;②因速率常数k随温度升高而增大,该反应还为放热反应,升高温度时平衡向左移动,故k1增大的倍数小于k2增大的倍数;
(4)根据电池结构可以看出,电解中阴极为HSO3-得电子,故电极方程式为2HSO3-+2e-+2H+===S2O42-+2H2O;吸收池中NO得到电子生成N2,化学方程式为2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-。
【题目】FeCl3是重要的化工原料,无水氯化铁在300℃时升华,极易潮解。
I.制备无水氯化铁。
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(1)A装置中发生反应的离子方程式为______________。
(2)装置的连接顺序为a→______________→j,k→______________(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)实验结束后,取少量F装置玻璃管中的固体加水溶解,经检测,发现溶液中含有Fe2+,可能原因为______________。
II.探究FeCl3与SO2的反应。
(4)已知反应体系中存在下列两种化学变化:
(i)Fe3+与SO2发生络合反应生成Fe(SO2)63+(红棕色);
(ii)Fe3+与SO2发生氧化还原反应,其离子方程式为______________。
(5)实验步骤如下,并补充完整。
步骤 | 现象 | 结论 |
①取5mL1mol·L-1FeCl3溶液于试管中,通入SO2至饱和。 | 溶液很快由黄色变为红棕色 | |
②用激光笔照射步骤①中的红棕色液体。 | _______________ | 红棕色液体不是Fe(OH)3胶体 |
③将步骤①中的溶液静置。 | 1小时后,溶液逐渐变为浅绿色 | |
④向步骤③中溶液加入2滴___________ 溶液(填化学式)。 | _______________ | 溶液中含有Fe2+ |
(6)从上述实验可知,反应(i)、(ii)的活化能大小关系是:E(i)________E(ii)(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数大小关系是:K(i)__________K(ii)。
【题目】一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+ O2(g)
2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
容器1 | 容器2 | 容器3 | |
反应温度T/K | 700 | 700 | 800 |
反应物投入量 | 2molSO2、1molO2 | 4molSO3 | 2molSO2、1molO2 |
平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1 | v1 | v2 | v3 |
平衡c(SO3)/mol·L-1 | c1 | c2 | c3 |
平衡体系总压强p/Pa | p1 | p2 | p3 |
物质的平衡转化率a | α1 (SO2) | α2 (SO3) | α3 (SO2) |
平衡常数K | K1 | K2 | K3 |
下列说法正确的是
A. v/span>1<v2,c2< 2c1 B. K1>K3,p2> 2p3
C. v1<v3,α1(SO2) <α3(SO2) D. c2> 2c3,α2(SO3)+α3(SO2)<1