【題目】氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質(zhì)。研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理對(duì)于消除環(huán)境污染有重要意義。NO在空氣中存在如下反應(yīng):2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) △H,上述反應(yīng)分兩步完成,如圖所示。

回答下列問題:

(1)寫出反應(yīng)①的熱化學(xué)方程式(△H用含物理量E的等式表示):___________

(2)反應(yīng)①和反應(yīng)②中,一個(gè)是快反應(yīng),會(huì)快速建立平衡狀態(tài),而另一個(gè)是慢反應(yīng)。決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應(yīng)速率的是____(填“反應(yīng)①”或“反應(yīng)②”);對(duì)該反應(yīng)體系升高溫度,發(fā)現(xiàn)總反應(yīng)速率變慢,其原因可能是_________(反應(yīng)未使用催化劑)。

(3)T1溫度時(shí)在容積為2L的恒容密閉容器中只充入1.00molNO2氣體發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v=kc2(NO)·c(O2),v=kc2(NO2),k、k為速率常數(shù)只受溫度影響。不同時(shí)刻測(cè)得容器中n(NO2)如表:

時(shí)間/s

0

1

2

3

4

5

n(NO2)/mol

1.00

0.80

0.65

0.55

0.50

0.50

①?gòu)?~2s該反應(yīng)的平均速率v(NO2)=___________mol/(L·s)。

②T1溫度時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K=___________mol-1·L。

③化學(xué)平衡常數(shù)K與速率常數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系是K=___________。若將容器的溫度改變?yōu)門2時(shí)其=,則T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。

(4)水能部分吸收NO、NO2混合氣體得到HNO2溶液。向20 mL 0.10 mol/LHNO2溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,所得pH曲線如圖所示。則A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中 =_______

【答案】2NO(g) N2O2(g) △H = -(E3-E4) kJ/ mol 反應(yīng)② 決定總反應(yīng)速率的是反應(yīng)②,溫度升高后反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),造成N2O2濃度減小,溫度升高對(duì)反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)②速率變慢 0.0875 8 10-3.70

【解析】

(1)根據(jù)圖像分析反應(yīng)①為2NO(g)N2O2(g)的焓變,寫出熱化學(xué)方程式;

(2)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)①的活化能<反應(yīng)②的活化能,反應(yīng)①為快反應(yīng),反應(yīng)②為慢反應(yīng),決定該反應(yīng)速率的是慢反應(yīng);決定正反應(yīng)速率的是反應(yīng)②,結(jié)合升高溫度對(duì)反應(yīng)①和②的影響分析可能的原因;

(3)①根據(jù)v=結(jié)合表格數(shù)據(jù)計(jì)算;②根據(jù)表格數(shù)據(jù),計(jì)算出平衡時(shí)的c(NO2)、c(NO)c(O2)結(jié)合K=計(jì)算;③平衡時(shí)v=v,結(jié)合速率方程和化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式分析計(jì)算;根據(jù)圖像,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),若將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí)其=,則K=18,說明平衡逆向移動(dòng),結(jié)合溫度對(duì)平衡的影響分析判斷;

(4)根據(jù)圖象可知,0.10molL-1HNO2溶液的pH=2.15,據(jù)此可計(jì)算出HNO2的電離平衡常數(shù)Ka,A點(diǎn)溶液為中性,則c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,溶液中電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(NO2-),則A點(diǎn)溶液中c(Na+)=c(NO2-),A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中==,據(jù)此計(jì)算。

(1)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)①的化學(xué)方程式為:2NO(g)N2O2(g)H=(E4-E3)kJ/mol=-(E3-E4) kJ/ mol,故答案為:2NO(g)N2O2(g)H=-(E3-E4) kJ/ mol

(2)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)①的活化能<反應(yīng)②的活化能,反應(yīng)①為快反應(yīng),反應(yīng)②為慢反應(yīng),決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應(yīng)速率的是慢反應(yīng)②;對(duì)該反應(yīng)體系升高溫度,發(fā)現(xiàn)總反應(yīng)速率變慢,可能的原因是:決定總反應(yīng)速率的是反應(yīng)②,升高溫度后反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),造成N2O2濃度減小,溫度升高對(duì)反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)②速率變慢,故答案為:反應(yīng)②;決定總反應(yīng)速率的是反應(yīng)②,升高溫度后反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),造成N2O2濃度減小,溫度升高對(duì)反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)②速率變慢;

(3)①?gòu)?/span>02s該反應(yīng)的平均速率v(NO2)== 0.0875mol/(L·s),故答案為:0.0875;

②根據(jù)表格數(shù)據(jù),平衡時(shí),c(NO2)==0.25mol/L,反應(yīng)的二氧化氮濃度c(NO2) =0.25mol/L,根據(jù)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),平衡時(shí)c(NO)= 0.25mol/Lc(O2) =0.125mol/L,則T1溫度時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K===8mol1·L,故答案為:8;

③平衡時(shí)v=v,即kc2(NO)·c(O2)=kc2(NO2),化學(xué)平衡常數(shù)K==;若將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí)其=,K=18,說明平衡逆向移動(dòng),因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng),說明T1T2 ,故答案為:;<;

(4)根據(jù)圖象可知,0.10molL-1HNO2溶液的pH=2.15,則HNO2的電離平衡常數(shù)Ka=A點(diǎn)溶液為中性,則c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,溶液中電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(NO2-),則A點(diǎn)溶液中c(Na+)=c(NO2-),A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中====103.70,則=10-3.70,故答案為:10-3.70。

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】387℃時(shí),在甲、乙兩個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生甲醇合成二甲醚的反應(yīng):2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),起始時(shí)、平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表所示。

容器

起始物質(zhì)的量/mol

平衡物質(zhì)的量/mol

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

0.20

0.080

0.080

0.40

a

a

則:(1)表中a=________。

(2)若起始時(shí)向甲容器中充入0.20mol CH3OH(g)、0.50mol CH3OCH3和0.10molH2O(g),則反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)容器中CH3OH(g)的濃度為多少?_______(寫出解題過程)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有部分元素的性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息如表所示:

元素編號(hào)

元素性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息

T

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的 3

X

常溫下單質(zhì)分子為雙原子分子,分子中含有 3 對(duì)共用電子對(duì)

Y

M 層比K 層少 1 個(gè)電子

Z

其離子是第三周期金屬元素的離子中半徑最小的

(1)T、X、YZ 形成的簡(jiǎn)單離子半徑由大到小的順序是_____。(用離子符號(hào)表示)

(2)元素 Y 與元素 Z 相比,金屬性較強(qiáng)的是_____(用元素符號(hào)表示),下列表述中能 證明這一事實(shí)的是_____(填字母序號(hào))。

a.Y 單質(zhì)的熔點(diǎn)比 Z 單質(zhì)的低

b.Y 的化合價(jià)比Z 的低

c.常溫下Y 單質(zhì)與水反應(yīng)的程度很劇烈,而Z 單質(zhì)在加熱條件下才能與水反應(yīng)

d.Y 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性比 Z 的強(qiáng)

(3)T、X、Y、Z 中有兩種元素能形成既含離子鍵又含非極性共價(jià)鍵的常見化合物,寫出該化合物的電子式:________,元素 X 與氫元素以原子個(gè)數(shù)比 12 化合形成常用于火箭燃料的化合物 W,寫出 W 的電子式_______

(4)元素 T 和氫元素以原子個(gè)數(shù)比 11 化合形成化合物 Q, Q 能與 W 發(fā)生氧化還原反應(yīng), 生成X 的單質(zhì)和T 的另一種氫化物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】短周期元素WX、Y、Z 的原子序數(shù)依次增加。mp、r 是由這些元素組成的二元化合物,n 是元素Z 的單質(zhì),通常為黃綠色氣體,q 的水溶液具有漂白性,r 溶于水是強(qiáng)酸,s 通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 ( )

A.W 在周期表中所在族全是金屬B.X 的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸

C.Y 的氫化物常溫常壓下為氣態(tài)D.1molZ 單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移 1mol 電子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某興趣小組探究 SO2 氣體還原 Fe3+,他們使用的藥品和裝置如圖所示,下列說法不合理的是( )

A.為了驗(yàn)證 A 中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),加入KMnO4溶液,紫紅色褪去

B.為了驗(yàn)證 A 中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),加入用稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀

C.能表明I的還原性弱于SO2的現(xiàn)象是B中藍(lán)色溶液褪色

D.裝置C的作用是吸收SO2尾氣,防止污染空氣

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常將溶液或試劑進(jìn)行酸化,下列酸化處理的措施正確的是

A. 定性檢驗(yàn)SO,將BaCl2溶液用HNO3酸化

B. 為提高高錳酸鉀溶液的氧化能力,用鹽酸將高錳酸鉀溶液酸化

C. 檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2時(shí),用硝酸酸化

D. 檢驗(yàn)溶液中是否含有SO時(shí),在無其他陽離子干擾的條件下,先用鹽酸酸化,所得溶液再加BaCl2溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】短周期元素W、XY、Z 的原子序數(shù)依次增加。mp、r 是由這些元素組成的二元化合物,n 是元素Z 的單質(zhì),通常為黃綠色氣體,q 的水溶液具有漂白性,r 溶于水是強(qiáng)酸,s 通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 ( )

A.W 在周期表中所在族全是金屬B.X 的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸

C.Y 的氫化物常溫常壓下為氣態(tài)D.1molZ 單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移 1mol 電子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備高純鐵。用惰性電極電解FeSO4溶液制備高純鐵的原理如下圖所示。下列說法正確的是( )

A. 陽極主要發(fā)生反應(yīng):Fe2+ + 2e- =Fe

B. 向陰極附近滴加KSCN溶液,溶液變紅

C. 電解一段時(shí)間后,陰極附近pH減小

D. 電解法制備高純鐵總反應(yīng):3Fe2+Fe + 2Fe3+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】

1)在上面元素周期表中全部是金屬元素的區(qū)域?yàn)?/span>___。

A.a B.b C.c D.d

2G元素與E元素形成的化合物的化學(xué)式是______,它們都是___。(填共價(jià)化合物離子化合物)。表格中九種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中,堿性最強(qiáng)的是___(用化合物的化學(xué)式表示,下同),酸性最強(qiáng)的是___,屬于兩性氫氧化物的是___

3)①用元素符號(hào)將鐵元素填寫在上面元素周期表中對(duì)應(yīng)的位置___。

G、H兩元素相比較,金屬性較強(qiáng)的是___(填名稱),可以驗(yàn)證該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)是___。(填編號(hào))

a)看哪種原子失去的電子越多,金屬性越強(qiáng)。

b)將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別和同濃度的鹽酸反應(yīng)

c)將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別和熱水作用,并滴入酚酞溶液

d)比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

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