【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。
(1)降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉化器,發(fā)生如下反應:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0
①一定條件下,將體積比為1:2的NO、CO氣體置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應,下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_________(填字母)。
A.體系壓強保持不變 B.混合氣體顏色保持不變
C. N2和CO2的體積比保持不變 D. v正(CO)=2v逆(N2)
②20min時,若改變反應條件,導致N2濃度發(fā)生如下圖1所示的變化,則改變的條件可能是_____(填字母)。
A.加入催化劑 B.降低溫度 C.增加CO2量 D.縮小容器體積
(2)在一定條件下,將SO2和NO2通入絕熱恒容密閉容器中,發(fā)生反應:SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g),正反應速率隨時間變化如圖2所示。由圖可得出的正確結論是_____________(填字母)。
A.反應在c點達到平衡狀態(tài)
B.反應物濃度:b點小于c點
C.反應物的總能量低于生成物的總能量
D.△t1=△t2 時,SO2的轉化率:a~b段小于b~c段
(3)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2可制備二甲醚(DME)。觀察圖3回答問題。催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為__________時最有利于二甲醚的合成。
(4)工業(yè)上可以用CO和H2生產燃料甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-92.9kJ/mol, 300℃,在容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恒溫、恒容,測得反應達到平衡的有關數(shù)據如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
反應物投入量 | 1molCO、2molH2 | lmolCH3OH | 2molCH3OH | |
平衡 時的 數(shù)據 | CH3OH/mol·L-1 | c1 | c2 | c3 |
反應的能量變化 | 放出akJ | 吸收bkJ | 吸收ckJ | |
體系壓強/Pa | p1 | p2 | p3 | |
反應物轉化率 | a1 | a2 | a3 |
下列說法中正確的是______
A.2c1>c3 B. a+b=92.9 C.2p23 D.a1+a3<1
【答案】 AD B D 2.0 BD
【解析】試題分析:本題考查化學平衡的標志,外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響,圖像的分析和等效平衡規(guī)律的應用。
(1)①A項,正反應為氣體分子數(shù)減小的反應,從正反應開始建立平衡,建立平衡的過程中氣體總物質的量減小,在恒容容器中,體系壓強減小,壓強不變說明達到平衡狀態(tài),正確;B項,該反應中氣體都呈無色,混合氣體的顏色始終保持無色,顏色不變不能作為平衡的標志,錯誤;C項,N2和CO2起始都為0,轉化生成N2和CO2的體積比始終保持1:2,N2和CO2的體積比保持不變不能作為平衡的標志,錯誤;D項,用CO表示的正反應速率與用N2表示的逆反應速率之比等于2:1,等于化學計量數(shù)之比說明反應達到了平衡狀態(tài),正確;答案選AD。
②由圖1可見,改變條件的瞬間N2濃度沒有變化,后來N2的濃度逐漸增大達到新平衡。A項,加入催化劑對平衡無影響,N2濃度不變,錯誤;B項,降低溫度平衡正向移動,N2濃度增大,正確;C項,增加CO2的量,平衡逆向移動,N2濃度減小,錯誤;D項,縮小容器體積的瞬間N2濃度驟然增大,錯誤;答案選B。
(2)A項,c點正反應速率達最大,后正反應速率逐漸減小,c點沒有達到平衡狀態(tài),錯誤;B項,從正反應開始建立平衡,隨著時間的推移在達到平衡前,反應物濃度逐漸減小,b點反應物濃度大于c點,錯誤;C項,該容器為絕熱容器,則影響化學反應速率的因素有兩個:濃度和溫度,從濃度的角度看隨著時間的推移反應物濃度減小,反應速率減慢,但c點前正反應速率逐漸加快說明溫度的影響為主且是升高溫度,由此可見該反應是放熱反應,反應物的總能量高于生成物的總能量,錯誤;D項,c點前隨著時間的推移,正反應速率加快,相同時間內,正反應速率越快,SO2的轉化率越大,Δt1=Δt2時,a~b段SO2的轉化率小于b~c段,正確;答案選D。
(3)由圖3分析,催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為2.0時,CO的轉化率最大,DME選擇性最大,CH3OH選擇性接近于0,說明催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為2.0時最有利于二甲醚的合成。
(4)容器的特點為恒溫恒容,反應的特點為正反應是氣體分子數(shù)減小的反應。甲從正反應開始建立平衡,乙從逆反應開始建立平衡,用一邊倒換算之后乙的起始各物質物質的量與甲對應相等,所以甲、乙為恒溫恒容下完全全等的等效平衡,則c2=c1,a+b=92.9,p1=p2,a1+a2=1;丙中起始投入的CH3OH物質的量為乙中兩倍,可設計一個兩倍體積的容器稱為丁,起始丁容器中加入2molCH3OH,在相同條件下達到平衡時,丁相當于兩個乙,則丁中平衡時的數(shù)據:CH3OH濃度與乙中相等為c2mol/L、反應吸收的能量為2bkJ、體系壓強與乙中相等為p2、反應物的轉化率與乙中相等為a2;丙相當于在丁達到平衡后將體積壓縮為一半,增大壓強,平衡正向移動,CH3OH物質的量增大,則c32c2、反應吸收的能量小于2bkJ、體系壓強p2p32p2、反應物轉化率a3a2;綜上分析,A項,c32c1,錯誤;B項,a+b=92.9,正確;C項,p32p2,錯誤;D項,a1+a31,正確;答案選BD。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值,下列敘述中正確的是( )
A.常溫常壓下,48gO3含有的氧原子數(shù)為3NA
B.24g金屬鎂變?yōu)殒V離子時失去的電子數(shù)為NA
C.4℃時9mL水和標準狀況下11.2L氮氣含有相同的原子數(shù)
D.同溫同壓下,NA個NO與NA個N2和O2的混合氣體的體積不相等
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鐵及其化合物有重要用途,如聚合硫酸鐵[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m是一種新型高效的水處理混凝劑,而高鐵酸鉀(其中鐵的化合價為+6)是一種重要的殺菌消毒劑,某課題小組設計如下方案制備上述兩種產品:
請回答下列問題:
(1)若A為H2O(g),可以得到Fe3O4,寫出H2O的電子式:________________。
(2)若B為NaClO3與稀硫酸,寫出其氧化Fe2+生成Fe3+的離子方程式___________________。
(3)若C為KNO3和KOH的混合物,寫出其與Fe2O3加熱共熔制得高鐵酸鉀的化學方程式,并配平:___________
(4)為測定溶液Ⅰ中鐵元素的總含量,實驗操作如下:準確量取20.00 mL溶液Ⅰ于帶塞錐形瓶中,加入足量H2O2,調節(jié)pH<3,加熱除去過量H2O2;加入過量KI充分反應后,再用0.1 00 0 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液20.00 mL。
已知:2Fe3++2I-===2Fe2++I2 ;I2+2S2O===2I-+S4O。
①寫出滴定選用的指示劑________,滴定終點觀察到的現(xiàn)象_______________________。
②溶液Ⅰ中鐵元素的總含量為__________g·L-1。若滴定前溶液中H2O2沒有除盡,所測定的鐵元素的含量將會________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】恒溫恒容下,向2L密閉容器中加入MgSO4和CO(g),發(fā)生反應:
MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g),反應過程中測定的部分數(shù)據見下表:
反應時間/min | n(MgSO4)/mol | n(CO)/mol | n(CO2)/mol |
0 | 2.00 | 2.00 | 0 |
2 | 0.80 | ||
4 | 1.20 |
下列說法正確的是
A. 反應在0~2min內的平均速率為v(SO2)=0.6mol·L-1·min-1
B. 反應在2~4min內容器內氣體的密度沒有變化
C. 若升高溫度,反應的平衡常數(shù)變?yōu)?/span>1.00,則正反應為放熱反應
D. 保持其他條件不變,起始時向容器中充入1.00molMgSO4和1.00molCO,到達平衡時n(CO2)>0.60mol
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某化學興趣小組進行Fe2+與Fe3+轉化實驗:向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液,溶液無明顯變化,再加入少量雙氧水,溶液變紅,繼續(xù)滴加至過量,發(fā)現(xiàn)溶液紅色褪去,同時有氣泡生成.他們針對此異,F(xiàn)象展開探究,請回答有關問題:
(1)該小組對于產生氣體的原因有兩種猜測:
猜測一:__________________________________________。
猜測二:紅色褪去可能是SCN-被H2O2氧化,同時產生的氣體中可能含有氮氣、二氧化碳、二氧化硫。
(2)化學小組針對猜測二設計下面的實驗來驗證氣體成分:
①試管A中盛放品紅溶液,若實驗中品紅溶液褪色,證明氣體中含有____________;
②試管B中的溶液是酸性高錳酸鉀溶液,其目的是________________,預期試管B中的現(xiàn)象是________________________________。
③試管C中盛有澄清石灰水,目的是___________________;試管D和燒杯的作用是______________。④以上實驗證明SCN-能被H2O2氧化.請寫出該反應的離子方程式:___________________________________。
(3)根據題目信息及以上實驗推斷,F(xiàn)e2+和SCN-中還原性較強的是_______,理由是_________。
(4)有人認為SCN-的氧化產物可能還有硫酸根離子,請設計一個簡單實驗證明該假設是否正確_____________________________。
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