题目内容

【题目】NOx主要来源于汽车尾气。

已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.50kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=–566.00kJ·mol-1

(1)为了减轻大气污染,人们设想提出在汽车尾气排气管口将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式:_______________________________,该想法能否实现______(填“能”或“不能”)。

(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15min)中NO的物质的量随时间变化的关系如图甲所示。

①T℃时该化学反应的平衡常数K=_________,平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将_________(填“向左”“向右”或“不)移动。

②图中a、b分别表示在一定温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中,n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是________(填“a”或“b”)。

③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是__________

【答案】2CO(g)+ 2NO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H=–746.50kJ·mol-1 能 5.0L·mol-1 向右 b 增大CO的物质的量的浓度(或增大压强、降低温度等)

【解析】

(1)利用盖斯定律计算推导出目标热化学方程式。

(2)分析题给信息,NO的起始物质的量为0.4mol,随着反应的进行逐渐减小,在10min时,NO的物质的量保持不变,说明此时达平衡状态。结合反应方程式,利用三段式可计算出此时反应的平衡常数。进而根据浓度商和平衡常数的关系分析判断反应进行的方向。15min后,NO的物质的量逐渐变小,说明改变了反应条件打破了平衡,结合外在条件对反应速率的影响,分析可能改变的条件。

(1)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.50kJ·mol-1 ①

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=–566.00kJ·mol-1 ②

根据盖斯定律,②-①可得:2CO(g)+ 2NO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H=–566.00kJ·mol-1–(+180.50kJ·mol-1)=–746.50kJ·mol-1,该想法可以实现。答案为:2CO(g)+ 2NO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H=–746.50kJ·mol-1;能;

(2)①由图可知,起始时,NO的物质的量为0.4mol,平衡时NO的物质的量为0.2mol,则根据反应方程式有:

2CO(g) + 2NO(g) 2CO2(g) + N2(g)

则平衡时:,同理,可知其他物质的物质的量浓度分别为:c(NO)=0.1mol/L,c(CO2)= 0.1mol/L,c(N2)= 0.05mol/L,故该反应的平衡常数K=。

平衡时若保持温度不变,则反应的平衡常数也不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,则,同理c(N2)= 0.45mol/L,此时反应的浓度商Qc=,则反应向正反应方向移动,即平衡向右移动。答案为:5.0 L·mol-1;向右;

②催化剂表面积较大,反应速率较快,达到平衡时所用时间短,由图可知,b曲线代表的催化剂表面积较大。答案:b;

③由图可知,NO的浓度减小,平衡向正反应方向移动,结合该可逆反应的特点,所以改变的条件可能为:增大CO的物质的量的浓度(或增大压强、降低温度等)。答案为:增大CO的物质的量的浓度(或增大压强、降低温度等)。

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已知:①室温下,饱和NaClO溶液pH为11

②25℃时,H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11;HClO:Ka=3.0×10-8

I.制备NaClO溶液

该学习小组按下图装置进行实验(部分夹持装置省去)

(1)上图中A为实验室制备Cl2的发生装置,可以选用下列图中_(填代号)装置,用该装置制备Cl2反应的化学方程式为__。

(2)B装置中仪器a的名称是____,B装置可除去氯气中氯化氢杂质, 此外还有______作用(写出一点)。

II.NaClO性质探究

按上图装置进行实验,一段时间后,取C瓶中的溶液进行实验,如下表:

实验内容

实验现象

实验l

取样,滴加紫色石蕊试液

变蓝,不褪色

实验2

测定溶液的pH

12

(3)C瓶溶液中的溶质除NaCl外,还有______(填化学式)。

(4)将C瓶中NaOH溶液换成NaHCO3溶液,反应一段时间后,取C瓶中的溶液按上表实验内容进行实验。现象为:实验l中紫色石蕊试液立即褪色,实验2中溶液的pH=7。结合平衡移动原理解释紫色石蕊试液立即褪色的原因是________。

III.测定C瓶溶液中NaClO含量(单位:g·L-1)

i.取C瓶溶液10.00mL于锥形瓶中,加入适量硫酸酸化,迅速加入过量KI溶液,盖紧瓶塞并在暗处充分反应。

ii.用0.1000molL-1Na2S2O3标准溶液滴定上述锥形瓶中的溶液至终点,重复操作2~3次,消耗Na2S2O3溶液的平均用量为12.00mL。(已知:I2+2=2I-+)

(5)i中主要发生反应的离子方程式为_______,ii中用_______作指示剂。

(6)盖紧瓶塞并在暗处反应的原因是________。

(7)C瓶溶液中NaClO含量是______g·L-1(保留2位小数)。

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已知:a.的分别是37.4、15.4、16.2。

b.残留在溶液中的离子浓度小于时可认为沉淀完全。

c.滤渣Ⅲ所含主要金属元素是。

(1)“除杂Ⅰ”的目的是除去溶液中的铁元素,则的作用是________________;若溶液中,此过程中还应调节溶液的在____范围(不考虑离子间的相互影响)。

(2)“除杂Ⅱ”与“除杂Ⅲ”均为还原除杂。

①滤渣Ⅱ的主要金属元素是_________________________

②“除杂Ⅲ”中加入的在溶液中主要以形式存在。请写出锌与反应生成“金属间化合物”(中各元素化合价视为0价)的离子方程式:___________________________

(3)“沉锌”后得到的固体先用去离子水洗涤,再用乙醇洗涤。用乙醇洗涤的目的是_______________________

(4)加入的主要目的是降低样品晶粒粒度,但主元素的质量分数必须在56%以上。若镁、锌的质量比值过高,还可能会生成_________(填化学式),从而对样品造成影响。

(5)样品中锌的含量可用(可表示为)滴定测定,反应的离子方程式为。取纳米微晶碱式碳酸锌样品,酸溶后得到pH为5~6的溶液,以二甲酚橙作指示剂,用标准溶液滴定,消耗溶液,则样品中锌的质量分数是_______(用代数式表示)。

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