【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1所示。
回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)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正=k正c2(NO)·c(O2),v逆=k逆c2(NO2),k正、k逆為速率常數(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)?/span>0~2s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)k正、k逆的數(shù)學(xué)關(guān)系是K=___________。若將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí)其k正=k逆,則T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。
【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 k正/k逆 <
【解析】
(1)根據(jù)圖象可知反應(yīng)①為2NO(g)N2O2(g),其焓變△H=(E2-E3)kJ/mol;
(2)根據(jù)圖象可知,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,升高溫度后反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),造成N2O2濃度減小,但溫度升高對(duì)應(yīng)反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響;
(3)根據(jù)v=△c/△t計(jì)算出前5s內(nèi)v(NO2),之間v(O2)=1/2v(NO2)計(jì)算;
2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
初始(mol/L)0.04 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L)0.02 0.02 0.01
平衡(mol/L)0.02 0.02 0.01
該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.022×0.01/0.022=0.01,2NO+O22NO2的化學(xué)平衡常數(shù)與2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的平衡常數(shù)互為倒數(shù);
(1)根據(jù)圖象可知反應(yīng)①的化學(xué)方程式為:2NO(g)N2O2(g)△H=(E2E3)kJ/mol,
故答案為:2NO(g)N2O2(g)△H=(E2E3)kJ/mol;
(2)根據(jù)圖象可知,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)體現(xiàn)升高溫度,發(fā)現(xiàn)總反應(yīng)速率變慢,可能原因是:決定正反應(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)應(yīng)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;決定正反應(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)應(yīng)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)前5s內(nèi)v(NO2)=0.04mol/L0.03mol/L5s=0.002mol/(Ls),
則v(O2)=12v(NO2)=0.001mol/(Ls);
2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
初始(mol/L)0.04 1 0
轉(zhuǎn)化(mol/L)0.02 0.35 0.35
平衡(mol/L)0.02 0.65 0.35
從0~2s該反應(yīng)的平均速率v(NO2)=0.35/2/2=0.0875 mol/(L·s)
故答案為:0.0875 mol/(L·s)
② 反應(yīng)進(jìn)行大4-5秒時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
初始(mol/L)0.04 0 0 1
轉(zhuǎn)化(mol/L)0.02 0.50 0.25 0.50
平衡(mol/L)0.02 0.5 0.25 0.50
改成濃度為 0.25 0.125 0.25
該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25×0.25/0.25×0.25×0.125=8
則2NO+O22NO2的化學(xué)平衡常數(shù)K==8,
故答案為:8
③由于v正=k正c2(NO)·c(O2),v逆=k逆c2(NO2),k正、k逆為速率常數(shù)只受溫度影響
化學(xué)平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆的數(shù)學(xué)關(guān)系是K= k正/k逆
若將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí)其k正=k逆,則平衡逆向移動(dòng),則T1<T2
故答案為:k正/k逆;T<T
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液能大量共存的是
A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+
B.由水電離的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-
C.=1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
D.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】加熱N2O5時(shí),發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):N2O5(g)N2O3(g)+O2(g),N2O3(g)N2O(g)+O2(g),在1L密閉容器加熱4mol N2O5,達(dá)到平衡時(shí),c(O2)為4.5mol·L-1,c(N2O3)為1.62mol·L-1.則c(N2O5)為
A. 1.44mol·L-1 B. 3.48mol·L-1 C. 0.94mol·L-1 D. 1.98mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的制備氣體并進(jìn)行某些物質(zhì)的檢驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的裝置,A是制備氣體的裝置,C、D、E、F中盛裝的液體可能相同,也可能不同。試回答:
(1)如果A中的固體物質(zhì)是碳,分液漏斗中盛裝的是濃硫酸,試寫(xiě)出發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式:____,若要檢驗(yàn)生成的產(chǎn)物,則B、C、D、E、F中應(yīng)分別加入的試劑為__、__、__、__、__,E中試劑和C中相同,E中試劑所起的作用__,B裝置除可檢出某產(chǎn)物外,還可起到__作用。
(2)若進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)在F中得到10.0 g固體,則A中發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__個(gè)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在T℃時(shí),向1 L固定體積的密閉容器M中加入2 mol X和1 mol Y,發(fā)生如下反應(yīng):2X(g)+Y(g) aZ(g)+W(g) ΔH=-Q kJ/mol(Q>0);該反應(yīng)達(dá)到平衡后,放出的熱量為Q1 kJ,物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率為α;若平衡后再升高溫度,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)化學(xué)計(jì)量數(shù)a的值為________。
(2)下列能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào))。
a.容器內(nèi)壓強(qiáng)一定 b.容器內(nèi)氣體的密度一定
c.容器內(nèi)Z的分子數(shù)一定 d.容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定
(3)維持T℃溫度不變,若起始時(shí)向容器M中加入2 mol X、1 mol Y和1 mol Ar(稀有氣體不參與反應(yīng)),則反應(yīng)達(dá)到平衡后放出的熱量是________kJ。
(4)維持T℃溫度不變,若在一個(gè)和原容器體積相等的恒壓容器N中加入2 mol X和1 mol Y,發(fā)生題給反應(yīng)并達(dá)到平衡,則________(填“M”或“N”)容器中的反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài),容器中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)M________N(填“>”、“<”或“=”)。
(5)已知:該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化情況如表所示:
溫度/℃ | 200 | 250 | 300 | 350 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 5.2 | 1 | 0.5 |
若在某溫度下,2 mol X和1 mol Y在容器M中反應(yīng)并達(dá)到平衡,X的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則該溫度為________℃。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性質(zhì)或轉(zhuǎn)化對(duì)建設(shè)生態(tài)文明,美麗中國(guó)具有重要意義。
(1)海水中無(wú)機(jī)碳的存在形式及分布如圖所示:
用離子方程式表示海水呈弱堿性的原因______________。已知春季海水pH=8.1,預(yù)測(cè)夏季海水堿性將會(huì)_____________(填“增強(qiáng)”或“減弱”)。
(2)工業(yè)上以CO和H2為原料合成甲醇的反應(yīng):
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,在容積為1 L的恒容容器中,分別在T1、T2、T3三種溫度下合成甲醇。如圖是上述三種溫度下不同H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。
A.a、b、c三點(diǎn)H2轉(zhuǎn)化率:c>a>b
B.上述三種溫度之間關(guān)系為T1>T2>T3
C.a點(diǎn)狀態(tài)下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移動(dòng)
D.c點(diǎn)狀態(tài)下再通入1 mol CO和4 mol H2,新平衡中H2的體積分?jǐn)?shù)增大
(3)NO加速臭氧層被破壞,其反應(yīng)過(guò)程如下圖所示:
①NO的作用是___________________。
②已知:
O3(g)+O(g)=2O2(g) ΔH=-143 kJ·mol-1
反應(yīng)1:O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.2 kJ·mol-1。
反應(yīng)2:熱化學(xué)方程式為______________________。
(4)若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8 kJ·mol-1,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù)隨的變化曲線如下圖。
①b點(diǎn)時(shí),平衡體系中C、N原子個(gè)數(shù)之比接近________。
②a、b、c三點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率從大到小的順序?yàn)?/span>________;a、c、d三點(diǎn)的平衡常數(shù)從大到小的順序?yàn)?/span>__________。
③若 =0.8,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù)為20%,則CO的轉(zhuǎn)化率為__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下0.1mol·L-1亞硫酸溶液中 H2SO3、HSO3-、SO32-三種微粒所占物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(a)隨pH變化的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A. 由圖中數(shù)據(jù)可計(jì)算得到常溫下亞硫酸溶液的Ka2
B. 在0.1mol·L-1H2SO3溶液中,存在:c2(H+)=c(H+)·c(HSO3-)+2c(H+)·c(SO32-)+Kw
C. 向pH為7的溶液中滴入少量稀鹽酸造成的溶液pH變化小于向pH為4.0的溶液中滴入相同量稀鹽酸造成的溶液pH變化
D. 在pH=2.0溶液中:c(H2SO3)>c(HSO3-)>c(H+)>c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LSO3溶于水生成0.1mol
B.6.4g由SO2和S2組成的混合物含有的原子數(shù)大于0.2NA
C.1mol鋅和足量的濃H2SO4完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)小于2NA
D.12g金剛石(C)中含有的共價(jià)鍵數(shù)目為4NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說(shuō)法正確的是
A. 56g鐵在足量氧氣中燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
B. lg氫氣含有NA個(gè)氫氣分子
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L水含有1mol水分子
D. 2mol鈉與過(guò)量稀鹽酸反應(yīng)生成NA個(gè)氫氣分子
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