【題目】氮可形成多種氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實(shí)驗(yàn)測(cè)得N-N鍵鍵能為167kJ·mol-1, NO2中氮氧鍵的平均鍵能為466 kJ·mol-1,N2O4中氮氧鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol-1。
(1)寫(xiě)出N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式:____________
(2)對(duì)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是_____
A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C
B.B、C兩點(diǎn)的氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:B<C
C.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A深,C淺
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
(3)在100℃時(shí),將0.40mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中,每隔一定時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如下表數(shù)據(jù):
時(shí)間(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.050 | n2 | 0.080 | 0.080 |
①在上述條件下,從反應(yīng)開(kāi)始直至20 s時(shí),二氧化氮的平均反應(yīng)速率為____________
②n3_____n4(填“>”、“<”或“=”),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為_____________,升高溫度后,反應(yīng)2NO2N2O4的衡常數(shù)K將______(填“增大”、“減小”或“不變”)。
③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體,要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài),N2O4的起始濃度是_____________mol·L-1。
【答案】N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1 D 0.0025mol·(L·s)-1 = K=2.8 減小 0.10
【解析】
(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,所以N2O4(g)2NO2(g)的反應(yīng)熱ΔH=438.5 kJ·mol-1×4+167kJ·mol-1-466 kJ·mol-1×4="+57" kJ·mol-1,所以N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1;
(2)A、C點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn),所以C點(diǎn)的反應(yīng)速率快,錯(cuò)誤;B、B、C兩點(diǎn)的二氧化氮體積分?jǐn)?shù)相同,為等效平衡,則氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量相同,錯(cuò)誤;C、A、C點(diǎn)溫度相同,C的壓強(qiáng)增大,體積縮小,氣體顏色加深,盡管平衡逆向移動(dòng),但最終氣體的顏色比原平衡時(shí)深,則A淺,C深,錯(cuò)誤;D、B的二氧化氮體積分?jǐn)?shù)小于A點(diǎn),該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡正向移動(dòng),二氧化氮的體積分?jǐn)?shù)增大,所以T2>T1,A、B壓強(qiáng)相同,則由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法,正確,答案選D。
(3)①在上述條件下,該反應(yīng)為2NO2(g)N2O4(g),從反應(yīng)開(kāi)始直至20 s時(shí),N2O4(g)的物質(zhì)的量增加0.05mol,則二氧化氮的物質(zhì)的量減少0.1mol,濃度減少0.1mol/2L=0.05mol/L,二氧化氮的平均反應(yīng)速率為0.05mol/L/20s=0.0025mol·(L·s)-1;
②60s和80s時(shí)四氧化二氮的物質(zhì)的量相同,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),所以二氧化氮的物質(zhì)的量不變,則n3=n4;四氧化二氮平衡時(shí)的濃度為0.08mol/2L=0.04mol/L,二氧化氮的平衡濃度為0.40mol/2L-0.08mol/L=0.12mol/L,則該條件下的平衡常數(shù)K=0.04/0.122=2.8;二氧化氮生成四氧化二氮的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減;
③若在相同情況下最初向該容器充入的是N2O4氣體,要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài),即為等效平衡狀態(tài),則將0.4mol的二氧化氮完全轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的物質(zhì)的量是0.2mol,則四氧化二氮的起始濃度為0.2mol/2L=0.1mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將硫酸亞鐵裝入下圖所示的裝置a中,打開(kāi)K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2,加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。下列說(shuō)法中正確的是
A. 分解的氣體產(chǎn)物中有SO3、SO2,應(yīng)該先檢驗(yàn)SO3
B. 裝置b中的試劑為Ba(NO3)2溶液,反應(yīng)后有白色沉淀生成
C. 裝置c中的試劑為酸性KMnO4溶液,作用是除去混合氣體中的SO2
D. 裝置d中的試劑為石灰水,是尾氣處理裝置
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫時(shí),下列關(guān)于溶液的pH或微粒的物質(zhì)的量濃度的說(shuō)法不正確的是( )
A.pH=3的二元弱酸H2R溶液與pH=11的NaOH溶液混合后,混合液的pH等于7,則反應(yīng)后的混合液中:2c(R2-)+c(HR-)=c(Na+)
B.某溶液中只存在Cl-、OH-、NH4+、H+四種離子,則一定不存在下列關(guān)系:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)
C.某物質(zhì)的溶液中由水電離出的c(H+)=1×10-amolL-1,若a>7,則溶液的pH一定為14-a
D.將0.2molL-1的某一元酸HA溶液和0.1molL-1NaOH溶液等體積混合后溶液pH大于7,則反應(yīng)后的混合液中:2c(OH-)+c(A-)=2c(H+)+c(HA)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,用 0. 100 mol L-1 的鹽酸滴定 0.1 00 molL-1 的氨水,其滴定曲線(xiàn)如圖所示:
下列說(shuō)法正確的是
A. 該滴定操作可用甲基橙作指示劑
B. a 點(diǎn)溶液中:c(NH4+)>c(NH3 H2O)>c(Cl- )
C. c 點(diǎn)溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)
D. a→c過(guò)程中錐形瓶?jī)?nèi)水的電離度不斷增大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在下列溶液中,各組離子一定能夠大量共存的是( )
A.由水電離出的c(H+)=10-13molL-1的溶液:K+、Ba2+、Cl-、CO32-
B.使酚酞變紅的溶液:Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
C.常溫下=1012的溶液中:Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl-
D.0.1molL-1鹽酸的澄清透明溶液中:Fe3+、K+、SO42-、Br-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】開(kāi)發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”,正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1=﹣1275.6kJmol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=﹣566.0kJmol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H3=﹣44.0kJmol-1
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:___。
(2)工業(yè)上甲醇利用水煤氣合成,反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH<0。在一定條件下,將1molCO和2molH2通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),當(dāng)改變某一外界條件(溫度或壓強(qiáng))時(shí),CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)變化趨勢(shì)如圖所示:
①平衡時(shí),M點(diǎn)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%,則CO的轉(zhuǎn)化率為___。
②X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)___(填“大”或“小”)。
③生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來(lái)源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0,一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1。則T1___T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三點(diǎn)處對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關(guān)系為____。
(3)現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池,采用電解法制備N2O5,裝置如圖2所示,其中Y為CO2。
寫(xiě)出石墨Ⅰ電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式___。在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】碳?xì)浠衔镉卸喾N,它們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)、生活中有重要用途。
(1)石油危機(jī)日漸嚴(yán)重,甲烷的轉(zhuǎn)化和利用在天然氣化工行業(yè)有非常重要的作用。甲烷重整技術(shù)主要是利用甲烷和其他原料來(lái)制備合成氣(CO和H2混合氣體),F(xiàn)在常見(jiàn)的重整技術(shù)有甲烷-水蒸氣重整,其反應(yīng)為:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
如圖為反應(yīng)壓強(qiáng)為0.3 MPa,投料比n(H2O)/n(CH4)為1,在三種不同催化劑催化作用下,甲烷-水蒸氣重整反應(yīng)中CH4轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系。
下列說(shuō)法正確的是________。
A.在相同條件下,三種催化劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的順序是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
B.b點(diǎn)CH4的轉(zhuǎn)化率高于a點(diǎn),原因是b、a兩點(diǎn)均未達(dá)到平衡狀態(tài),b點(diǎn)溫度高,反應(yīng)速率較快,故CH4的轉(zhuǎn)化率較大
C.C點(diǎn)一定未達(dá)到平衡狀態(tài)
D.催化劑只改變反應(yīng)速率不改變平衡移動(dòng),所以在850℃時(shí),不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下達(dá)平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率相同
(2) 乙炔(C2H2)在氣焊、氣割及有機(jī)合成中用途非常廣泛,甲烷在1500℃左右氣相裂解法生產(chǎn),裂解反應(yīng):2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的△H= +376.4kJ/mol。
哈斯特研究得出當(dāng)甲烷分解時(shí),幾種氣體平衡時(shí)分壓(Pa)與溫度(℃)的關(guān)系如圖所示。
①T1℃時(shí),向1L恒容密閉容器中充入0.3 mol CH4只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=c(CH4)。該反應(yīng)的△H____0(填“>”或“<”),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為____%(保留3位有效數(shù)字)。上述平衡狀態(tài)某一時(shí)刻,若改變溫度至T2℃,CH4以0.01mol/(L·s)的平均速率增多,經(jīng)ts后再次達(dá)到平衡,平衡時(shí),c(CH4)=2c(C2H4),則T1_____(填“>”或“<”)T2,t=______s。
②由圖可知,甲烷裂解制乙炔有副產(chǎn)物乙烯生成,為提高甲烷制乙炔的轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施有___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,發(fā)生下列反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡后改變下述條件,SO3氣體平衡濃度不改變的是( )
A.保持溫度和容器體積不變,充入2 mol SO3(g)
B.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入2 mol SO2(g)
C.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1 mol O2(g)
D.保持溫度和容器體積不變,充入1 mol N2 (g)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】蘋(píng)果酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOCCH2—COOH,下列說(shuō)法正確的是
A. 蘋(píng)果酸中能發(fā)生酯化反應(yīng)的官能團(tuán)有2種
B. 1mol蘋(píng)果酸可與3mol NaOH發(fā)生中和反應(yīng)
C. 1mol蘋(píng)果酸與足量金屬Na反應(yīng)生成生成1mol H2
D. HOOC—CH2—CH(OH)—COOH與蘋(píng)果酸互為同分異構(gòu)體
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