(17分)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應(yīng):
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ?H < 0 (I)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ?H < 0 (II)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K= (用K1、K2表示)。
(2)為研究不同條件對反應(yīng)(II)的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min時反應(yīng)(II)達到平衡。測得10min內(nèi)v(ClNO)=7.5×10-3mol?L-1?min-1,則平衡后n(Cl2)= mol,NO的轉(zhuǎn)化率а1= 。其它條件保持不變,反應(yīng)(II)在恒壓條件下進行,平衡時NO的轉(zhuǎn)化率а2 а1(填“>”“<”或“=”),平衡常數(shù)K2 (填“增大”“減小”或“不變”。若要使K2減小,可采用的措施是 。
(3)實驗室可用NaOH溶液吸收NO2,反應(yīng)為2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液與0.2mol NO2恰好完全反應(yīng)得1L溶液A,溶液B為0.1mol?L?1的CH3COONa溶液,則兩溶液中c(NO3?)、c(NO2-)和c(CH3COO?)由大到小的順序為 。(已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.1×10-4mol?L?1,CH3COOH的電離常數(shù)K a=1.7×10-5mol?L?1,可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a.向溶液A中加適量水 b.向溶液A中加適量NaOH
c.向溶液B中加適量水 d.向溶液B中加適量NaOH
(1)K12/ K2
(2)2.5×10-2;75%;>;不變;升高溫度
(3)c(NO3?) > c(NO2-) > c(CH3COO?);b、c
解析試題分析:(1)設(shè)已知的兩個反應(yīng)為①②,則4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×①—②,則K= K12/ K2
(2)轉(zhuǎn)化的n(Cl2)=1/2×7.5×10-3mol?L-1?min-1×2L×10min=7.5×10-2,則平衡后n(Cl2)=0.1mol—7.5×10-2=2.5×10-2;轉(zhuǎn)化的n(NO)=7.5×10-3mol?L-1?min-1×2L×10min=0.15mol,則NO的轉(zhuǎn)化率а1=0.15mol÷0.2mol×100%=75%;其它條件保持不變,反應(yīng)(II)在恒壓條件下進行,則反應(yīng)(II)的壓強大于反應(yīng)(I)的壓強,則平衡更有利于向右移動,所以平衡時NO的轉(zhuǎn)化率а2 >а1;因為溫度不變,所以平衡常數(shù)不變;反應(yīng)(II)?H < 0,為放熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡向左移動,K2減小。
(3)根據(jù)越弱越水解的規(guī)律,CH3COO?水解程度大于NO2-的水解程度,所以離子濃度 由大到小的順序為:c(NO3?) > c(NO2-) > c(CH3COO?);因為CH3COO?水解程度大于NO2-的水解程度,所以溶液A的pH小于溶液B,向溶液A中加適量NaOH,溶液A的pH增大,向溶液B中加適量水,溶液B的pH減小,故b、c正確。
考點:本題考查反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)的計算,化學(xué)平衡移動,離子濃度比較。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。在等容條件下進行。體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如圖所示,回答問題:
(1)圖中B為 (填“N2”、“H2”或“NH3”)計算反應(yīng)從開始→達平衡時H2的反應(yīng)速率v(H2)=
(2)下圖是在某溫度下反應(yīng)達到平衡,將容器的體積擴大一倍,假定10min后達到新的平衡,請在下圖中用曲線表示體系中各物質(zhì)的濃度隨時間變化的趨勢(不需計算新平衡時的具體濃度,只要新平衡時濃度處于一個合理范圍內(nèi)即可。曲線上必須標(biāo)出N2、H2、NH3)。
反應(yīng)在t1、t3、t5、t7時都達到了平衡,而t2、t4、t6、t8時都改變了條件,試判斷改變的條件是(填“升溫”、“降壓”……?等);t2時 ;t6時 ;t4時,平衡向 (填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
稱取三份鋅粉,分別盛于甲、乙、丙三支試管中,按下列要求另加物質(zhì)后,塞上塞子,定時測定生成氫氣的體積。甲加入50 mL pH=3的鹽酸,乙加入50 mL pH=3的醋酸,丙加入50 mL pH=3的醋酸及少量膽礬粉末。若反應(yīng)終了,生成氫氣的體積一樣多,且沒有剩余的鋅。請用“>”“=”或“<”回答下列各題。
(1)開始時,反應(yīng)速率的大小為 。
(2)三支試管中參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為 。
(3)反應(yīng)終了,所需時間為 。
(4)在反應(yīng)過程中,乙、丙速率不同的理由是(簡要說明) 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(8分)某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化,他在100 mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應(yīng)放出的氫氣,實驗記錄如下(累計值,且氣體體積為標(biāo)況體積):
時間(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氫氣體積(mL) | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(16分)碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一種值得期待的新的生活方式,請運用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。
(1)近年來,我國儲氫納米碳管研究取得重大進展,用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種碳納米顆?捎醚趸瘹饣ㄌ峒,其反應(yīng)化學(xué)方程式為:
____C+____K2Cr2O7 + ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O
請完成并配平上述化學(xué)方程式。
其中氧化劑是________________,氧化產(chǎn)物是_________________
(2)甲醇是一種新型燃料,甲醇燃料電池即將從實驗室走向工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO 2和水蒸氣時的熱化學(xué)方程為 ;
②在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃、270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。下圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。請回答:
。┰谏鲜鋈N溫度中,曲線Z對應(yīng)的溫度是
ⅱ)利用圖中a點對應(yīng)的數(shù)據(jù),計算出曲線Z在對應(yīng)溫度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常數(shù)K= 。
③在某溫度下,將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中,5min時達到平衡,各物質(zhì)的物質(zhì)的濃度(mol?L-1)變化如下表所示:
| 0min | 5min | 10min |
CO | 0.1 | | 0.05 |
H2 | 0.2 | | 0.2 |
CH3OH | 0 | 0.04 | 0.05 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(10分)某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置(夾持裝置已略去)來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
(1)圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
__________________________________________
(2)用上述裝置進行實驗,以生成15.0mL氣體為計時終點,
結(jié)果為t1﹥t2
序號 | Ⅴ(H2SO4)/mL | C(H2SO4)/mol·L-1 | t/s |
Ⅰ | 10 | 1 | t1 |
Ⅱ | 10 | 3 | t2 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
CO2是生活中常見的化合物之一,隨著世界工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展、人口的劇增,全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴(yán)重的問題,人類對CO2的性質(zhì)研究和綜合利用日益重視。
Ⅰ.在催化劑作用下,可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC):CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O,但甲醇轉(zhuǎn)化率通常不會超過1%,這是制約該反應(yīng)走向工業(yè)化的主要原因。某研究小組在其他條件不變的情況下,通過研究溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量分別對轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的影響來評價催化劑的催化效果。計算公式為:TON=轉(zhuǎn)化的甲醇的物質(zhì)的量/催化劑的物質(zhì)的量。
(1)根據(jù)反應(yīng)溫度對TON的影響圖(相同時間內(nèi)測定),判斷該反應(yīng)的焓變△H________0(填“>”、“=”或“<”),理由是____________________________________。
(2)根據(jù)反應(yīng)時間對TON的影響圖(上圖),已知溶液總體積10mL,反應(yīng)起始時甲醇0.25mol,催化劑0.6×10—5 mol,計算該溫度下,4~7 h內(nèi)DMC的平均反應(yīng)速率:________。
(3)根據(jù)該研究小組的實驗及催化劑用量對TON的影響圖(見上右圖),判斷下列說法正確的是 。
A.由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用甲醇把影響環(huán)境的溫室氣體CO2 轉(zhuǎn)化為資源,在資源循環(huán)利用和環(huán)境保護方面都具有重要意義
B. 在反應(yīng)體系中添加合適的脫水劑,將提高該反應(yīng)的TON
C. 當(dāng)催化劑用量低于1.2×10—5 mol時,隨著催化劑用量的增加,甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率顯著提高
D. 當(dāng)催化劑用量高于1.2×10—5 mol時,隨著催化劑用量的增加DMC的產(chǎn)率反而急劇下降
Ⅱ.如果人體內(nèi)的CO2不能順利排除體外會造成酸中毒,緩沖溶液可以抵御外來少量酸或堿對溶液pH的影響,人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系(H2CO3/HCO3-)維持pH穩(wěn)定。己知正常人體血液在正常體溫時,H2CO3的一級電離常數(shù)Ka1=10-6.1,c(HCO3-):c(H2CO3)≈20:1,lg2=0.3。
(4)由題給數(shù)據(jù)可算得正常人體血液的pH________(保留一位小數(shù))。
(5)正常人體血液中H2CO3、HCO3-、OH-、H+四種微粒濃度由大到小關(guān)系為: 。
(6)當(dāng)少量的酸、堿進入血液中時,血液pH變化不大,其原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(17分)降低太氣中CO2含量及有效開發(fā)利用CO2,是科學(xué)家研究的重要課題。
(1)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.4kJ·mol-1
①某溫度下,將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入體積可變的密閉容器中,反應(yīng)到達平衡時,改變壓強和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化如下表所示。
則Pl P3(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、Pl,T3、P3時平衡常數(shù)分別為K1、K3,
則K1 K3。T1、Pl時H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
②一定條件下,t上述反應(yīng)在密閉容器中達平衡。當(dāng)僅改變影響反應(yīng)的一個條件,引起的下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是____ 。
A.反應(yīng)物的濃度降低 B.容器內(nèi)壓強增大
C.正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 D.化學(xué)平衡常數(shù)K增大
(2)碳酸氫鉀溶液加水稀釋, (填“增大”“不變”或“減小”)。用碳酸鉀溶液吸收空氣中CO2,當(dāng)溶渡呈中性時,下列關(guān)系或說法正確的是 。
A.c(K+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
b.c(HCO)c(CO)
c.降低溫度,c(H+)·c(OH-)不變
(3)向盛有FeCl3溶液的試管中滴加少量碳酸鉀溶液,立即產(chǎn)生氣體,溶液顏色加深,用激光筆照射能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
硫酸用途十分廣泛,工業(yè)上合成硫酸時,將SO2轉(zhuǎn)化為催化氧化是一個關(guān)鍵步驟。請回答下列問題:
(1)該反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進行,判斷其達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 。(填字母)
a.SO2和SO3濃度相等
b.SO2百分含量保持不變
c.容器中氣體的壓強不變
d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等
e.容器中混合氣體的密度保持不變
(2)某溫度下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196 kJ?mol-1。在一個固定容積為5 L的密閉容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分鐘后達到平衡,測得容器中含SO3為0.18 mol,則v(O2)= mol?L-1?min-1,放出的熱量為 kJ。
(3)一定溫度時,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖所示。試分析工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是 。
(4)將一定量的SO2和0.7 molO2放入一定體積的密閉容器中,在550℃和催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)達到平衡后,將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液,氣體體積減少了21.28 L;再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。則該反應(yīng)達到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率是多少?(要寫出計算過程,計算結(jié)果保留一位小數(shù)。)
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