【題目】2016年以來我國北方的霧霾污染日益嚴(yán)重。中科院大氣灰霾追因與控制項(xiàng)目針對北京強(qiáng)霾過程進(jìn)行分析,強(qiáng)霾過程中,出現(xiàn)了大量有毒有害的含氮有機(jī)顆粒物。燃煤和機(jī)動年尾氣是氮氧化物的主要來源。現(xiàn)在對其中的一些氣體進(jìn)行了一定的研究:

(1)CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知:

①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574kJ·mol-1

②OCH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1160kJ·mol-1

③H2O(g)=H2O(1)H=-44.0kJ·mol-1

寫出CH4(g)NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)H2O(l)的熱化學(xué)方程式_________________________

(2)為了減輕大氣污染,人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NOCO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。T℃時(shí),將等物質(zhì)的量的NOCO充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過程中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖所示。

寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________。

②10min內(nèi)該反應(yīng)的速率v(N2)=___________;該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為___________;T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________。

若該反應(yīng)H<0,在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是________。

一定溫度下,在恒容密閉容器中充入一定量NOCO進(jìn)行該反應(yīng),能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____________。

a.容器中壓強(qiáng)不再變化 b.CO2的濃度不再改變

c.2v(NO)=v(N2) d.氣體的密度保持不變

(3)以燃料電池為代表的新能源的推廣使用能大大降低污染物的排放。如圖是一種甲醚燃料電池結(jié)構(gòu),請寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:________________________________________。

【答案】 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-955kJ·mol-1 2NO+2CO=N2+2CO2 0.005mol·L-1·min-1 50% 5 c ab CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O

【解析】試題分析:本題為化學(xué)反應(yīng)原理綜合題,是高考必考題型,考查點(diǎn)涉及熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律,化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、計(jì)算和圖像分析,電池反應(yīng)式的書寫,題目難度中等。

(1)已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-lCH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-l;H2O(g)=H2O(1) △H=-44.0 kJ·mol-l。根據(jù)蓋斯定律:(++×2)÷2得CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+ CO2(g)+ 4H2O(l) △H=-955kJ·mol-l 。

(2) 采用催化劑將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體二氧化碳和氮?dú),該反?yīng)的化學(xué)方程式為2NO+2CO=N2+2CO2。

由圖像知10 min內(nèi)NO的物質(zhì)的量變化為(0.4-0.2)mol=0.2mol,由反應(yīng)方程式知N2的物質(zhì)的量變化為0.1mol,濃度變化為0.05mol/L,該反應(yīng)的速率v(N2)=0.05mol/L÷10min=0.005mol L-1 min-1;CO的物質(zhì)的量變化為0.2mol,起始CO的物質(zhì)的量和NO的物質(zhì)的量相同,均為0.4mol,該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.2mol/0.4mol×100%=50%;

利用三行式分析。2NO+2CO=N2+2CO2

起始濃度(mol/L)0.2 0.2 0 0

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.1 0.1 0.05 0.1

平衡濃度(mol/L)0.1 0.1 0.05 0.1

則T時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c2(CO2)c(N2)/c2(NO)c2(CO)=5。

a.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,K減小,與圖像不符,錯(cuò)誤;b.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率降低,與圖像不符,錯(cuò)誤;c.平衡常數(shù)的影響因素為溫度,溫度不變,K不變,與圖像相符,正確;d.增大N2的濃度,平衡逆向移動,NO的轉(zhuǎn)化率降低,與圖像不符,錯(cuò)誤;故選c。

a.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量逐漸減小,根據(jù)阿伏伽德羅定律知容器中壓強(qiáng)逐漸減小,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;b.反應(yīng)達(dá)平衡后各物質(zhì)的濃度不變,若CO2的濃度不再改變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;c.2v正(NO)=v逆(N2) ,正、逆反應(yīng)速率不相等,反應(yīng)維達(dá)平衡,錯(cuò)誤; d.一定溫度下,在恒容密閉容器中,根據(jù)質(zhì)量守恒定律知容器內(nèi)氣體的質(zhì)量保持不變,氣體的密度不隨反應(yīng)的進(jìn)行而變化,密度保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;故選ab。

(3)堿性甲醚燃料電池中,甲醚發(fā)生氧化反應(yīng),生成碳酸根,利用原子守恒、電荷守恒配平,該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】小明體檢的血液化驗(yàn)單中,葡萄糖為5.910-3mol/L。表示該體檢指標(biāo)的物理量是( )

A. 溶解度(s B. 物質(zhì)的量濃度(c

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【題目】化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5;卮鹣铝袉栴}:

(1) 已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔點(diǎn)為167 ℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________。

(2) 反應(yīng)AX3(g)+X2(g) ===AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進(jìn)行。起始時(shí)AX3和X2均為0.2 mol。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行,反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。

列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)=__________。

圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序?yàn)?/span> (填實(shí)驗(yàn)序號);與實(shí)驗(yàn)a相比,實(shí)驗(yàn)b改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是 。

用p0表示開始時(shí)總壓強(qiáng),p表示平衡時(shí)總壓強(qiáng),α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率,則α的表達(dá)式為__________;實(shí)驗(yàn)a和c的平衡轉(zhuǎn)化率:αa為________,αc為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(主要成分為MnO2)制備KMnO4,方法如下:軟錳礦與過量固體KOH和KClO3在高溫下反應(yīng),生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl;用水溶解,濾去殘?jiān),濾液酸化后,K2MnO4轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2和KMnO4;濾去MnO2沉淀,濃縮濾液,結(jié)晶得到深紫色的針狀KMnO4。請回答:

(1)軟錳礦制備K2MnO4的化學(xué)方程式是_______________________;

(2)K2MnO4制備KMnO4的離子方程式是_______________

(3)若用2.5g軟錳礦(含MnO2 80%)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),KMnO4的理論產(chǎn)量為_______________

(4)KMnO4能與熱的經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4溶液反應(yīng)生成Mn2+和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________;

(5)上述制得KMnO4產(chǎn)品0.165g,恰好與0.335g Na2C2O4反應(yīng)完全,該KMnO4的純度為___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組物質(zhì)中,第一種是酸,第二種是混合物,第三種是堿的是

A硫酸、CuSO4.5H2O、苛性鉀 B硫酸、空氣、純堿

C化鐵、膽礬、熟石灰 D硝酸、食鹽水、燒堿

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究發(fā)現(xiàn):一節(jié)電池爛在地里,能夠使一平方米的土地失去利用價(jià)值。廢舊電池的危害上要集中在其中所含的少量重金屬上。將廢舊鋅錳電池回收處理,既能減少它對環(huán)境的污染,又能實(shí)現(xiàn)廢電池的資源化利用。

(1)回收填料中的二氧化錳和氯化銨。已知:廢舊干電池填料的主要成分為二氧化錳、炭粉、氯化銨和氯化鋅等,其中氯化銨、氯化鋅可溶于水。回收物質(zhì)的流程如圖所示。

① 操作中先將電池填料研碎的目的是:________________。

② 操作l和操作2的名稱都是___________,該操作中玻璃棒的作用是___________

③ 灼燒濾渣l的目的是______________________。

(2)回收二氯化錳:將廢舊鋅錳電池處理,得到含錳混合物,向該混合物加入濃鹽酸并加熱。

①寫出MnOOH與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________。

② 錳回收新方法:向廢舊鋅錳電池內(nèi)的混合物[主要成分MnOOH、Zn(OH)2]中加入一定量的稀硫酸和稀草酸(H2C2O4),并不斷攪拌至無CO2產(chǎn)生為止,寫出MnOOH參與反應(yīng)的化學(xué)方程式______________。與使用濃鹽酸回收錳相比,新方法的優(yōu)點(diǎn)是___________(答l點(diǎn)即可)。

(3)用廢電池的鋅皮可用于回收制作ZnSO4·7H2O。過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:常溫下,加入稀H2SO4和H2O2,鐵溶解變?yōu)镕e3+,加堿調(diào)節(jié)pH為4,使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,此時(shí)溶液中c(Fe3+)=_________。繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)pH為____時(shí),鋅開始沉淀(假定Zn2+濃度為0.1mol/L)。部分難溶的電解質(zhì)溶度積常數(shù)(Ksp)如下表:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電導(dǎo)率是衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力大小的物理量,根據(jù)溶液電導(dǎo)率變化可以確定滴定反應(yīng)的終點(diǎn)。在一定溫度下,用0.1mol/LKOH溶液分別滴定體積均為20mL、濃度均為0.1mol/L的鹽酸和醋酸溶液,滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)判斷正確的是

A. B點(diǎn)的溶液中有:c(K+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)

B. A點(diǎn)的溶液中有:c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.1mol/L

C. C點(diǎn)水電離的c(OH-)大于A點(diǎn)水電離的c(OH-)

D. A、B、C三點(diǎn)溶液均有Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在下列各組離子中,能大量共存的( 。

A. Ag+、NO3、Na+、Cl B. K+、HCO3、Cl、Al3+

C. NO3、Fe2+、H+、Br D. K+、Cl、SO42、NH4+

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【題目】保護(hù)環(huán)境是我國的基本國策。下列做法不應(yīng)該提倡的是

A. 生活垃圾分類收集 B. 垃圾進(jìn)行露天焚燒

C. 宣傳低碳出行 D. 合理使用化肥農(nóng)藥

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