【題目】二氧化硫是危害最為嚴(yán)重的大氣污染物之一,它主要來自化石燃料的燃燒,研究CO催化還原SO2的適宜條件,在燃煤電廠的煙氣脫硫中具有重要價(jià)值。

.從熱力學(xué)角度研究反應(yīng)

(1) C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1

S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1

寫出CO 還原SO2的熱化學(xué)方程式:_________________。

(2)關(guān)于CO還原SO2的反應(yīng),下列說法正確的是______。

A.在恒溫恒容條件下,若反應(yīng)體系壓強(qiáng)不變,則反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

B.平衡狀態(tài)時(shí),2v(CO)=v(SO2)

C.其他條件不變,增大SO2的濃度,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大

D.在恒溫恒壓的容器中,向達(dá)到平衡狀態(tài)的體系中充入N2,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率不變

Ⅱ.NOx的排放主要來自于汽車尾氣,包含NO2NO,有人提出用活性炭對(duì)NOx進(jìn)行吸附,發(fā)生反應(yīng)如下:

反應(yīng)aC(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=34.0kJ/mol

反應(yīng)b2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=64.2kJ/mol

(3)對(duì)于反應(yīng)a,在T1℃時(shí),借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下:

時(shí)間(min)

濃度(mol·L-1)

0

10

20

30

40

50

NO

1.00

0.58

0.40

0.40

0.48

0.48

N2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

0~10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=___________,當(dāng)升高反應(yīng)溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K___________(選填增大、減小不變”)。

30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡;根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是___________(填字母)。

A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO

C.適當(dāng)縮小容器的體積 D.加入合適的催化劑

(4)①某實(shí)驗(yàn)室模擬反應(yīng)b,在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO2氣體,維持溫度為T2℃,如圖為不同壓強(qiáng)下反應(yīng)b經(jīng)過相同時(shí)間NO2的轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)變化的示意圖。請(qǐng)從動(dòng)力學(xué)角度分析,1050kPa前,反應(yīng)bNO2轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而增大的原因_____________;在1100kPa時(shí),NO2的體積分?jǐn)?shù)為___________。

②用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp);在T2℃、1.1×106Pa時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___________(計(jì)算表達(dá)式表示);已知:氣體分壓(P)=氣體總壓(P體積分?jǐn)?shù)。

【答案】2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s) ΔH=-270.0 kJ·mol-1 AC 0.042mol/(Lmin) 減小 BC 1050kPa前反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài),隨著壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快,NO2轉(zhuǎn)化率提高 50%

【解析】

1COSO2的反應(yīng)方程式為2COSO2=2CO2S① C(s)+O2(g)= CO2(g),②CO2(g)+C(s) =2CO(g)③S(s)+O2(g)= SO2(g),因此有得出2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(s) △H=270.0kJ·mol1;

2A、根據(jù)反應(yīng)方程式,硫?yàn)楣腆w,其余為氣體,反應(yīng)前后氣體分子數(shù)之和不相等,因此當(dāng)壓強(qiáng)不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故A正確;

B、不同物質(zhì)的速率表示達(dá)到平衡,要求反應(yīng)的方向一正一逆,且反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比,即v(CO)=2v(SO2),故B錯(cuò)誤;

C、其他條件不變,增大SO2的濃度,增加反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)反應(yīng)移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,故C正確;

D、恒溫恒壓下,通入非反應(yīng)氣體,容器的體積增大,物質(zhì)的量濃度降低,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,SO2的轉(zhuǎn)化率的降低,故D錯(cuò)誤;答案為AC;

3根據(jù)反應(yīng)速率數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(NO)=(1.000.58)mol/L÷10min=0.042mol/(L·min);反應(yīng)ab都是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,即升高溫度,平衡常數(shù)K減;

②A、活性炭為固體,加入活性炭,不影響化學(xué)平衡,故A不符合題意;

B、通入一定量的NO,NO濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),N2濃度增大,故B符合題意;

C、適當(dāng)縮小容器的體積,所有氣體的濃度均增大,故C符合題意;

D、加入合適的催化劑,不影響化學(xué)平衡,故D不符合題意;答案為BC;

4根據(jù)示意圖,1050kPa前,反應(yīng)未達(dá)到平衡,隨著壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率增大,NO2的轉(zhuǎn)化率加快;假設(shè)通入1molNO2,2C(s)2NO2(g) N2(g)2CO2(g)

起始: 1 0 0

變化: 0.4 0.2 0.4

平衡: 0.6 0.2 0.4 1100kPa時(shí),NO2的體積分?jǐn)?shù)為0.6mol/(0.60.20.4)mol×100%=50%;

②NO2的體積分?jǐn)?shù)為1/2,N2的體積分?jǐn)?shù)為0.2mol/(0.60.20.4)mol=1/6,CO2的體積分?jǐn)?shù)為1/3,Kp==

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,N表示粒子數(shù)。下列敘述正確的是(

A. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCCl4中含有的C—Cl鍵數(shù)為0.4NA

B. 1mol Cl2通入水中,則N(HClO)+N(Cl)+N(ClO)2NA

C. CO2通過Na2O2使其質(zhì)量增加a g時(shí),反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為aNA/14

D. 3.0g含甲醛(HCHO)的冰醋酸中含有的原子總數(shù)為0.4NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25 ℃時(shí),向20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,有關(guān)粒子物質(zhì)的量的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是

A. H2A屬于強(qiáng)酸

B. c(HA-)/c(H2A)隨著V[NaOH(aq)]的增大而減小

C. V[NaOH(aq)]=20 mL時(shí),溶液中存在關(guān)系:c(HA)+c(A2-)+c(H2A)=0.05 mol·L-1

D. V[NaOH(aq)]=20 mL時(shí),溶液中存在關(guān)系:c(Na)>c(HA)>c(H)>c(A2-)>c(OH)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是

A. 所含共價(jià)鍵數(shù)均為0.4NA的白磷(P4)和甲烷的物質(zhì)的量相等

B. 1 mol NaO2反應(yīng),生成Na2ONa2O2的混合物共失去NA個(gè)電子

C. 1mol Na2O2固體中含有離子總數(shù)為4NA

D. 25℃時(shí),pH=13的氫氧化鈉溶液中約含有NA個(gè)氫氧根離子

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】乙酸分子的結(jié)構(gòu)式為,下列反應(yīng)及斷鍵部位正確的是

①乙酸的電離,a鍵斷裂

②乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng),b鍵斷裂

③在紅磷存在時(shí),Br2CH3COOH的反應(yīng):CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,c鍵斷裂

④乙酸變成乙酸酐的反應(yīng):2CH3COOH +H2O,a、b鍵斷裂

A. 僅①②③ B. ①②③④ C. 僅②③④ D. 僅①③④

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】POCl3是重要的基礎(chǔ)化工原料,廣泛用于制藥、染料、表面活性劑等行業(yè)。一種制備POCl3的原理為:PCl3+Cl2+SO2=POCl3+SOCl2。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組擬利用如下裝置在實(shí)驗(yàn)室模擬制備POCl3。有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下:

物質(zhì)

熔點(diǎn)/℃

沸點(diǎn)/℃

密度/g·mL-1

其它

PCl3

-93.6

76.1

1.574

遇水強(qiáng)烈水解,易與氧氣反應(yīng)

POCl3

1.25

105.8

1.645

遇水強(qiáng)烈水解,能溶于PCl3

SOCl2

-105

78.8

1.638

遇水強(qiáng)烈水解,加熱易分解

(1)儀器甲的名稱為______________,與自來水進(jìn)水管連接的接口編號(hào)是________________(“a”“b”)。

(2)裝置C的作用是___________________乙中試劑的名稱為____________________。

(3)該裝置有一處缺陷,解決的方法是在現(xiàn)有裝置中再添加一個(gè)裝置,該裝置中應(yīng)裝入的試劑為_________(寫名稱)。若無該裝置,則可能會(huì)有什么后果?請(qǐng)用化學(xué)方程式進(jìn)行說明__________________________

(4)D中反應(yīng)溫度控制在60-65℃,其原因是_______________。

(5)測(cè)定POCl3含量。準(zhǔn)確稱取30.70gPOCl3產(chǎn)品,置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動(dòng)至完全水解;②將水解液配成100.00mL溶液,取10.00mL溶液于錐形瓶中;③加入10.00mL3.200mol/LAgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液,并加入少許硝基苯用力搖動(dòng),使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋;④Fe3+為指示劑,用0.2000mol/LKSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)共用去10.00mLKSCN溶液。

滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為____________________,用硝基苯覆蓋沉淀的目的是__________________。

反應(yīng)中POCl3的百分含量為__________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】?jī)煞N氣態(tài)烴組成的混合氣體完全燃燒后所得到CO2H2O的物質(zhì)的量隨混合烴總物質(zhì)的量的變化如圖所示,則下列對(duì)混合烴的判斷正確的是( )

一定有乙烯 一定有甲烷 一定有丙烷

一定沒有乙烷 可能有甲烷 可能有乙炔

A. ②⑤⑥ B. ②⑥ C. ②④ D. ②③

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)下列氮原子的電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量由低到高的順序是_______(填字母代號(hào))。

(2)P4S3可用于制造火柴,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

①P4S3分子中硫原子的雜化軌道類型為_______________

②每個(gè)P4S3分子中含有的孤電子對(duì)的數(shù)目為__________________。

(3)科學(xué)家合成了一種陽(yáng)離子“N5n+,其結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的,5個(gè)N排成"V"形,每個(gè)N都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),且含有2個(gè)氮氮三鍵;此后又合成了一種含有“N5n+”的化學(xué)式為”N8”的離子晶體,其電子式為_________________。分子(CN)2中鍵與鍵之間的夾角為180°,并有對(duì)稱性,分子中每個(gè)原子的最外層均滿是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)式為_____。

(4)直鏈多磷酸根陰離子是由兩個(gè)或兩個(gè)以上磷氧四面體通過共用頂角氧原子連接起來的,如圖所示。則由n個(gè)磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為_________________。

(5)碳酸鹽中的陽(yáng)離子不同,熱分解溫度就不同。下表為四種碳酸鹽的熱分解溫度和金屬陽(yáng)離子半徑

隨著金屬陽(yáng)離子半徑的增大,碳酸鹽的熱分解溫度逐步升高,原因是_______________。

(6)石墨的晶體結(jié)構(gòu)和晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。已知石墨的密度為pgcm3,C—C鍵的鍵長(zhǎng)為cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則石墨品體的層間距為_________cm。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序,兩人均用鎂片和鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入1 mol·L-1H2SO4溶液中乙同學(xué)將電極放入1mol·L-1NaOH溶液中,如圖所示。

①寫出甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式__________。

②乙中負(fù)極反應(yīng)式為__________,總反應(yīng)的離子方程式_______。

2)將用導(dǎo)線相連的兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中,然后向兩極分別通入CH3OH(甲醇)O2 ,則發(fā)生了原電池反應(yīng),該原電池中的負(fù)極反應(yīng)式為________________;正極反應(yīng)式為______

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案