10.消除氮氧化物和硫氧化物有助于預(yù)防霧霾天氣的形成.
(1)某恒容密閉容器中存在如下反應(yīng):C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H.維持溫度不變,測得不同時刻幾種氣體物質(zhì)的濃度如下表所示:
時間(min)
濃度(mol•L-1
0510152530
NO1.000.580.400.400.480.48
N200.21aabb
CO200.21aa0.360.36
①0~10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=0.06mol/(L•min),該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.5625.
②表中25min的數(shù)據(jù)變化與反應(yīng)進(jìn)行到22min時改變了反應(yīng)體系中的某一條件有關(guān),則b=0.36,改變的條件可能是c.
a.加入一定量的活性炭
b.通入一定量的N2
c.適當(dāng)縮小容器的體積
③若15min時升高溫度,達(dá)到平衡時容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,則△H<0(填“>”、“=”或“<”).
(2)NH3催化還原氮氧化物(產(chǎn)物是N2、H2O)是目前廣泛采用的煙氣脫氮技術(shù)
①當(dāng)廢氣中NO2、NO的體積分?jǐn)?shù)相等時脫氮率最高,若此情況下生成1molN2時反應(yīng)放出的熱量為akJ,則對應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)△H=-2akJ/mol.

②如圖使用不同催化劑時的脫氮率,則脫氮時最佳的溫度、催化劑應(yīng)是Mn、200℃左右.
(3)用石灰漿作吸收劑也可脫去廢氣中的SO2,若處理結(jié)束時,測得吸收液中c(Ca2+)=0.70mol/L,則c(SO32-)=2.0×10-7 mol/L (已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7).

分析 (1)①分析圖表數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念計算v=$\frac{△c}{△t}$,計算平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)概念是生成物濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物的冪次方乘積得到;
②反應(yīng)前后是氣體體積不變的反應(yīng),圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮,二氧化碳濃度都增大,說明改變的條件是縮小體積增大濃度;
③若15min后容器中NO、N2、CO2的濃度之比為4:3;3,時升高溫度,達(dá)到平衡時容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,說明平衡逆向進(jìn)行,逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(2)①生成1mol氮?dú)夥懦鯽kJ熱量,則生成2mol氮?dú)夥懦?akJ熱量,則其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)?2N2(g)+3H2O(g)△H=-2akJ/mol;
②溫度越高,對設(shè)備的要求越高,所以如果催化劑在較低溫度下能較大程度的脫氮即可;
(3)利用溶度積常數(shù)計算溶液中亞硫酸根離子濃度.

解答 解:(1)①v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1-0.4}{10}$=0.06mol/(L•min);化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度:
               C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g);
起始量(mol/L)        1         0        0
變化量(mol/L)      0.6       0.3      0.3
平衡量(mol/L)      0.4       0.3      0.3
K=$\frac{0.3×0.3}{0.{4}^{2}}$=0.5625mol/L;
故答案為:0.06mol/(L•min);0.5625;
②只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮,氮?dú),二氧化碳濃度都增大,所以b=c=0.36;
a.加入一定量的活性炭,平衡不移動,各組分的濃度不變,故錯誤;
b.通入一定量的N2,平衡逆向移動,二氧化氮的濃度減少,故錯誤;
c.適當(dāng)縮小容器的體積,故正確;
故答案為:0.36;c; 
③若15min后容器中NO、N2、CO2的濃度之比為4:3;3,時升高溫度,達(dá)到平衡時容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5:3:3,說明平衡逆向進(jìn)行,逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故答案為:<;
(2)①生成1mol氮?dú)夥懦鯽kJ熱量,則生成2mol氮?dú)夥懦?akJ熱量,則其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)?2N2(g)+3H2O(g)△H=-2akJ/mol,故答案為:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)△H=-2akJ/mol;
②溫度越高,對設(shè)備的要求越高,所以如果催化劑在較低溫度下能較大程度的脫氮即可,所以脫氮時最佳的溫度、催化劑應(yīng)是Mn、200℃左右,故答案為:Mn、200℃左右;
(3)c(SO32- )=$\frac{Ksp(CaS{O}_{3})}{c(C{a}^{2+})}$=$\frac{1.4×1{0}^{-7}}{0.70}$mol/L=2.0×10-7 mol/L,
故答案為:2.0×10-7 mol/L.

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫和蓋斯定律的計算應(yīng)用,化學(xué)平衡常數(shù)和反應(yīng)速率概念計算應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.以CO、H2為原料合成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H.在體積均為2L的三個恒容密閉容器I、Ⅱ、Ⅲ中,分別都充入1mol CO和2mol H2,三個容器的反應(yīng)溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變.圖1為三個容器中的反應(yīng)均進(jìn)行到5min時H2的體積分?jǐn)?shù)示意圖,其中有一個容器反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài).CO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖2所示.


(1)0~5min時間內(nèi)容器Ⅱ中用CH3OH表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.0875mol/(L•min).
(2)三個容器中一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是容器II,此容器中反應(yīng)達(dá)平衡時,放出熱量20.5kJ,則△H=-23.4kJ•mol-1
(3)當(dāng)三個容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)時,CO的轉(zhuǎn)化率最低的是容器Ⅲ;平衡常數(shù)最大的是容器Ⅰ.
(4)工業(yè)實(shí)際合成CH3OH生產(chǎn)中,采用圖2中M點(diǎn)而不是N點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)條件,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識,同時考慮生產(chǎn)實(shí)際,說明選擇該反應(yīng)條件的理由:相對于N點(diǎn)而言,采用M點(diǎn),溫度在500-600K之間,溫度較高,反應(yīng)速率較快,CO的平衡轉(zhuǎn)化率也較高,壓強(qiáng)為常壓對設(shè)備要求不高.
(5)科研人員設(shè)計了一種新型甲醇燃料電池,其電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-.該電池工作時的負(fù)極電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O.用該電池電解飽和食鹽水(石墨電極),當(dāng)電路中通過1.929×104 C的電量時,生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積為2.24L.(已知:一個電子的電量是1.602×10-19C)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.化學(xué)與科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、日常生活等方面有廣泛聯(lián)系.下列有關(guān)說法中正確的是( 。
A.石灰石可用于煉鐵、制水泥、制玻璃
B.使用苯代替酒精擦拭手機(jī)屏幕
C.同位素示蹤法、紅外光譜法都是科學(xué)家經(jīng)常使用的研究化學(xué)反應(yīng)歷程的手段之一
D.針對H7N9禽流感的擴(kuò)散情況,要加強(qiáng)環(huán)境、個人等的消毒預(yù)防,可選用含氯消毒劑、酒精、雙氧水等作為消毒劑,這種處理方法符合綠色化學(xué)的核心

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.某實(shí)驗(yàn)小組欲制取氯酸鉀,并測定其純度.制取裝置如圖甲所示.請回答:

(1)Ⅱ中玻璃管a的作用為平衡壓強(qiáng).
(2)為了提高KOH的利用率,可將上述實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn),其方法是在Ⅰ與Ⅱ之間連接盛有飽和食鹽水的凈化裝置.
(3)反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后,Ⅱ的大試管中有大量KClO3晶體析出.圖乙中符合該晶體溶解度曲線的是M(填編號字母);要從Ⅱ的大試管中分離已析出晶體,下列儀器中不需要的是BDF(填儀器編號字母).
A.鐵架臺   B.長頸漏斗    C.燒杯    D.蒸發(fā)皿    E.玻璃棒    F.酒精燈
(4)上述制得的晶體中含少量KClO、KCl雜質(zhì).
已知:堿性條件下,ClO-有強(qiáng)氧化性,ClO3-很穩(wěn)定;酸性條件下,ClO-、ClO3-都具有較強(qiáng)的氧化性.
為測定KClO3的純度,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
步驟1:去上述晶體3.00g,溶于水配成100mL溶液.
步驟2:取20.00mL溶液于錐形瓶中,調(diào)至pH=10,滴加雙氧水至不再產(chǎn)生氣泡,煮沸.
步驟3:冷卻后,加入足量KI溶液,再逐漸滴加入足量稀硫酸.
發(fā)生反應(yīng):ClO3-+I-+H+→Cl++I2+H2O(未配平)
步驟4:加入指示劑,用0.5000mol•L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液48.00mL,發(fā)生反應(yīng):2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
①步驟2中用雙氧水除去溶液中殘留ClO-的離子方程式為ClO-+H2O2═H2O+Cl-+O2↑.
②該晶體中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.7%.
③若步驟2中未進(jìn)行煮沸,則所測KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(填“偏低”、“偏高”或“無影響”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.下列離子方程式正確的是( 。
A.NaHCO3溶液與稀H2SO4反應(yīng):CO32-+2H+═H2O+CO2
B.向20mL1mol/L的FeBr2溶液中通入0.02molCl2:2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++Br2+4Cl-
C.向漂白粉溶液中通入少量的SO2:SO2+Ca2++2ClO-+H2O═CaSO3↓+2HClO
D.單質(zhì)鈉與CuSO4溶液反應(yīng):2Na+Cu2+═Cu+2Na+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.K4[Fe(CN)6]強(qiáng)熱可發(fā)生反應(yīng):3K4[Fe(CN)6]$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2(CN)2↑+12KCN+N2↑+Fe3C+C
(1)基態(tài)鐵原子價層電子排布式為3d64s2,組成K4[Fe(CN)6]的幾種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>C>Fe>K,K4[Fe(CN)6]中配離子組成為[Fe(CN)6]4-
(2)(CN)2分子中各原子均達(dá)到穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu),則碳原子雜化軌道類型為sp,分子中含有σ鍵與π鍵數(shù)目比為3:4,分子構(gòu)型為直線形.
(3)KCN沸點(diǎn)1497℃,熔點(diǎn)563℃,則其晶體類型為離子晶體,與NaCN相比,熔點(diǎn)較高的物質(zhì)是NaCN.
(4)碳可形成多種單質(zhì),下圖是碳的三種單質(zhì)與氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖.

①若將10nm石墨烯與氧化石墨烯粒子在相同條件下分散到水中,所得到的分散系中,后者的穩(wěn)定性強(qiáng)于前者,可能的原因是氧化石墨烯可與水分子形成分子間氫鍵而石墨烯不能.
②12g石墨烯含有的6元環(huán)有0.5NA,上述四種物質(zhì)中,氧化石墨烯 的化學(xué)性質(zhì)明顯不同于另外幾種物質(zhì).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.已知X、Y、Z是三種原子序數(shù)相連的元素,最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性相對強(qiáng)弱的順序是HXO4>H2YO4>H3ZO4,則下列判斷正確的是( 。
A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HX>H2Y>ZH3B.非金屬活潑性:Y<X<Z
C.原子半徑:X>Y>ZD.原子最外層電子數(shù):Z>Y>X

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.下列說法不正確的是( 。
A.液晶態(tài)介于晶體狀態(tài)和液態(tài)之間,液晶具有一定程度的晶體的有序性和液體的流動性
B.常壓下,0℃時冰的密度比水的密度小,水在4℃時密度最大,這些都與分子間的氫鍵有關(guān)
C.乙烯使高錳酸鉀褪色和二氧化硫使溴水褪色的原理不相同
D.燃料的脫硫脫氮、SO2的回收利用和NOx的催化轉(zhuǎn)化都是減少酸雨產(chǎn)生的措施

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.具有順反異構(gòu)體的物質(zhì)是( 。
A.B.
C.D.H2C═CH2

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