题目内容
6.(1)用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气传染.已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ•mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式:2NO (g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ/mol.
(2)还可以用活性炭还原法处理氮氧化物,反应为C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)H.向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,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:
| 浓度/mol•L-1 时间/min | NO | N2 | CO2 |
| 0 | 0.100 | 0 | 0 |
| 10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
| 20 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
| 30 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
| 40 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
| 50 | 0.036 | 0.032 | 0.010 |
②前10min内用v(NO)表示的化学反应速率为0.0042mol/(L.min);30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是降低CO2浓度.
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2浓度之比为3:1:1,则该反应的△H<0(填“>”“=”或“<”).
(3)①用气体传感器可以检测汽车尾气中CO的含量.传感器是以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动.a为负极,电极反应式为CO-2e-+O2-═CO2.电池工作过程中,O2-由b极(填“a”或“b”,下同)移向a极.
②欧IV型汽车认证和生产一致性排放限值:汽油机CO1.00g/km.某测试车检测过程中,每行驶1km传感器中通过电子为0.08mol,则该车不符合(填“符合”或“不符合”)欧IV排放标准.
分析 (1)根据方程式的加减得出NO与CO催化转化成N2和CO2的化学方程式,焓变相应的加减,从而得出其热化学反应方程式;
(2)①20min时反应得到平衡,将平衡浓度代入平衡常数K=$\frac{c({N}_{2})×c(C{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)}$计算;
②根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(NO);
30min改变条件后在40min又到达平衡,NO、CO2浓度减小,N2的浓度浓度增大,平衡向正反应方向移动,且表中NO、N2浓度变化量之比为(0.05-0.036):(0.032-0.025)=2:1,等于化学计量数之比,故应是降低CO2浓度;
③30min处于平衡状态,NO、N2、CO2浓度之比为2:1:1,若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2浓度之比为3:1:1,说明平衡向逆反应方向移动;
(3)①本质是CO与氧气反应生成CO2,CO在a极发生氧化反应,故a为负极,b为正极,阴离子向负极移动,O2-由电极b流向电极a;
②根据转移电子计算行驶1Km时排放CO的质量,进而判断是否符合排放标准.
解答 解:(1)已知:①.N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol①
②.2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol②
③.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol ③
根据盖斯定律,③×2-②-①可得:NO (g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),所以△H=(-393.5kJ/mol)×2-(-221.0kJ/mol)-(+180.5kJ/mol)=-746.5 kJ/mol,
故答案为:2NO (g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ/mol;
(2)①20min时反应得到平衡,将平衡浓度代入计算,可知K=$\frac{c({N}_{2})×c(C{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)}$=$\frac{0.025×0.025}{0.0{5}^{2}}$=0.25,
故答案为:0.25;
②根据v=$\frac{△c}{△t}$可知,v(NO)=$\frac{0.1mol/L-0.058mol/L}{10min}$=0.0042mol/(L.min);
30min改变条件后在40min又到达平衡,NO、CO2浓度减小,N2的浓度浓度增大,平衡向正反应方向移动,且表中NO、N2浓度变化量之比为(0.05-0.036):(0.032-0.025)=2:1,等于化学计量数之比,故应是降低CO2浓度,
故答案为:0.0042mol/(L.min);降低CO2浓度;
③30min处于平衡状态,NO、N2、CO2浓度之比为2:1:1,若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2浓度之比为3:1:1,说明平衡向逆反应方向移动,则该反应的△H<0,
故答案为:<;
(3)①本质是CO与氧气反应生成CO2,CO在a极发生氧化反应,故a为负极,b为正极,阴离子向负极移动,O2-由电极b流向电极a,负极电极反应式为:CO-2e-+O2-═CO2,
故答案为:负;CO-2e-+O2-═CO2;b;a;
②每行驶1km传感器中通过电子为0.08mol,由CO-2e-+O2-═CO2可知,排放CO的质量为0.08mol×$\frac{1}{2}$×28g/mol=1.12g>1.00g,不符合排放标准,
故答案为:不符合.
点评 本题考查热化学方程式书写、平衡常数计算、反应速率计算、化学平衡移动、原电池及其计算等,属于拼合型题目,是对学生综合能力的考查,难度中等.
| A. | N60转化N2是物理变化 | B. | N2不如N60稳定 | ||
| C. | N60转化N2是吸收能量的过程 | D. | N60可能成为一种好的火箭材料 |
| A. | 该反应为吸热反应 | |
| B. | 该反应为非氧化还原反应 | |
| C. | NO和CO2的键能总和大于NO2和CO的键能总和 | |
| D. | 1 molNO2(g)和1 mol CO(g)的总能量低于 1mol NO(g)和1 molCO2(g)的总能量 |
已知:NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O.
(1)吸收塔内发生反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2.该工艺流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是强氧化剂,它们都能和浓盐酸反应制取Cl2.若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl2,当生成5mol Cl2时,通过还原反应制得氯气的质量为71克.
(2)从滤液中得到的NaClO2•3H2O晶体的操作依次是dc(填写序号).
a.蒸馏 b.灼烧 c.过滤 d.冷却结晶 e加热蒸发 f洗涤 g 干澡
(3)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,漂白织物时真正起作用的是HClO2.下表是 25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数:
| 弱酸 | HClO2 | HF | HCN | HS |
| Ka/mol•L-1 | 1×10-2 | 6.3×10-4 | 4.9×10-10 | K1=9.1×10-8 K2=1.1×10-12 |
②Na2S是常用的沉淀剂.某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是CuS;当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10-5mol•L-1)此时的S2-的浓度为6.3×10-13mol/L.
③为除工业废水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质离子,最适宜向此工业废水中加入过量的试剂是B
A NaOH B FeS C Na2S
已知Ksp(FeS)=6.3×10-10;Ksp(CuS)=6×10-36;Ksp(PbS)=2.4×10-28.
(1)催化剂存在时用H2将NO还原为N2.
已知:
则H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是:2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-665 kJ•mol-1.
(2)用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为
C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H
在2L恒容密闭器中加入足量的C与NO反应,所得实验数据如表
| 实验编号 | 温度/°C | 起始时NO的物质的量/mol | 平衡时N2的物质的量/mol |
| 1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
| 2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
| 3 | 800 | 0.20 | a |
②结合表中数据,判断该反应的△H>0(填“>”或“<”),理由是计算700°C和800°C的平衡常数K1<K2,所以△H>0.
③实验3达到平衡时,NO的转化率为67%.(保留2位有效数字)
④根据实验2数据,假设反应在t1时刻达到平衡,若t2时刻保持温度不变,将容器体积压缩至原来一半,请在图中作出整个过程中CO2的体积分数(CO2)随时间变化的曲线.
| A. | 海带、紫菜等海藻类植物中含有丰富的I2 | |
| B. | 灼烧海带样品时,坩埚应该垫在石棉网上加热 | |
| C. | 可以用CCl4、裂化汽油等有机溶剂把碘萃取出来 | |
| D. | 分液漏斗中液体的总体积不得超过其容量的$\frac{2}{3}$ |
| A. | 锌粒与稀H2SO4反应 | B. | Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应 | ||
| C. | 灼热的碳与CO2反应 | D. | 葡萄糖在人体内氧化 |