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1、选择题 低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:
2NH3(g ) + NO(g) + NO2(g)
2N2(g) + 3H2O(g)
在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是
[? ]
A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大
B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时,反应达到平衡
D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 (13分)Ⅰ.(1)反应I2+2S2O32—=2I—+S4O62—常用于精盐中碘含量测定。某同学利用该反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL淀粉溶液做指示剂,若不经计算,直接通过褪色时间的长短判断浓度与反应速率的关系,下列试剂中应选择______(填序号)。
①1mL? 0.01 mol?L—1的碘水?②1mL? 0.001 mol?L—1的碘水
③4mL? 0.01 mol?L—1的Na2S2O3溶液?④4mL? 0.001 mol?L—1的Na2S2O3溶液
(2)若某同学选取①③进行实验,测得褪色时间为4s,计算v(S2O32—)=_______________。
Ⅱ.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)? ΔH <0,200℃时,该反应的平衡常数为1/2.25,该温度下,将一定量的CO和H2投入某10L密闭容器,5min时达平衡,各物质浓度(mol?L—1)变化如下:
?
| 0min
| 5min
| 10min
|
CO
| 0.01
| ?
| 0.0056
|
H2O
| 0.01
| ?
| 0.0156
|
CO2
| 0
| ?
| 0.0044
|
H2
| 0
| ?
| 0.0044
|
(1)?请分别计算CO、H2O、CO2、H2的平衡浓度__________,_________,________,_______。
(2)CO的平衡转化率为____________,欲提高CO的转化率,下列措施中可行的是_____(填序号)。
a.增加压强? b.降低温度
c.体积不变,再充入CO? d.更换催化剂
e.体积不变,再充入0.1molH2O
(3) 若5min~10min只改变了某一条件,该条件是__________,如何改变的___________。
参考答案:(13分)Ⅰ.(1)②③④(3分)?(2)8.3×10—4mol?L—1?s—1(2分)
Ⅱ.(1)0.006 mol?L—1? 0.006 mol?L—1? 0.004 mol?L—1? 0.004 mol?L—1(2分)
(2)40%?(2分)? be(2分)
(3) H2O的浓度,增大了0.01 mol?L—1(或 H2O的物质的量,增大了0.1mol)(2分)
本题解析:Ⅰ.(1)要探究对反应速率的影响,则反应物的浓度应该是不同的。根据反应的方程式可知,如果选择试剂①,则NaS2O3的物质的量是不足的,因此正确的答案选②③④。
(2)溶液的总体积是6ml,所以根据碘水的浓度和方程式可知,4s内消耗NaS2O3的物质的量浓度是0.01mol/L×2÷6,因此反应速率是
=8.3×10—4mol?L—1?s—1。
Ⅱ.(1)设平衡时CO2和氢气的浓度都是x,则CO和水蒸气的浓度都是(0.01-x),根据平衡常数的表达式可知
,解得x=0.004mol/L。因此CO、H2O、CO2、H2的平衡浓度分别是0.006 mol?L—1、0.006 mol?L—1、0.004 mol?L—1、0.004 mol?L—1。
(2)CO的转化率是0.004÷0.01×100%=40%。
(3)反应前后体积不变,改变压强,平衡不移动;正反应是放热反应,则降低我的,平衡向正反应方向进行,CO的转化率增大;增大CO的浓度,平衡向正反应方向进行,但CO的转化率降低;催化剂不能改变平衡状态;增大水蒸气的浓度,平衡向正反应方向进行,CO的转化率增大,所以答案选be。
(3)根据表中数据可知,10min是水蒸气的浓度增加,而CO的浓度降低,CO2和氢气的浓度也是增加的,所以改变的条件应该是增加了水蒸气的浓度,且增大了0.01 mol?L—1(或 H2O的物质的量,增大了0.1mol)。
本题难度:一般
3、选择题 (8分)2013年以来全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中,二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容。
(1)NO2有较强的氧化性,能将SO2氧化生成SO3,本身被还原为NO,已知下列两反应过程中能量变化如图所示:

则NO2氧化SO2的热化学方程式为 _____________________________ 。
(2)SO2与O2反应时的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。根据图示回答下列问题:

①压强:Pl P2(填“>”、“=”或“<”)。
②平衡常数:A点 B点(填“>”、“=”或“<”)。
③200℃下,将一定量的SO2和O2充人体积为1 L的密闭容器中,经10min后测得容器中各物质的物质的量如下表所示:
气体
| SO2
| O2
| SO3
|
物质的量(mol)
| 1.6
| 1.8
| 0.4
|
10min内该反应的反应速率v(O2)= ;该反应达到化学平衡状态的标志是 。
a.SO2和O2的体积比保持不变 b.体系的压强保持不变
c.混合气体的密度保持不变 d.SO2和SO3物质的量之和保持不变
(3)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
①写出氨气消除NO污染的化学方程式 ___________________________ ;
②若还原产物比氧化产物多0.5mol,则反应转移电子数为 ________ 。
参考答案:(1)NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ/mol(1分)
(2)①<(1分)②=(1分)③0.02mol/(L·min) (1分) ab(1分)
(3)①4NH3+6NO=5N2+6H2O(2分) ②6mol或6×6.02×1023(1分)
本题解析:(1)根据图像1可得:①2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6kJ?mol?1,根据图像2可得:②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-113.0kJ?mol?1,根据盖斯定律:①×1/2—②×1/2得NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ?mol?1;(2)①SO2与O2反应的反应为气体物质的量减小的反应,增大压强,平衡正向移动,二氧化硫的转化率增大;由图像可知,压强为P2时二氧化硫平衡转化率较大,即压强:Pl <P2;②由图像可知,A、B两点温度相同,平衡常数的影响因素为温度,故平衡常数:A点=B点;③根据公式v=△n/V△t 代入题给数据计算v (SO3)=0.4mol/1L×10min=0.04mol/(L·min),根据速率之比等于化学计量数之比得10min内该反应的反应速率v(O2)= 0.02mol/(L·min);根据“变量不变,已达平衡”判断;a.分析题给数据知,随着反应的进行SO2和O2的体积比不断变化,当其保持不变时已达平衡,正确;b.随着反应的进行容器内气体的物质的量不断减小,体系的压强不断减小,当其保持不变时已达平衡,正确;c.等容条件下混合气体的密度为恒量,不能作平衡标志,错误;d.SO2和SO3物质的量之和始终为2mol,不能作平衡标志,错误,选ab。(3)①氨气与NO反应生成氮气和水,利用化合价升降法配平,化学方程式为4NH3+6NO=5N2+6H2O;②根据上述反应知,该反应转移的电子数为12e-,还原产物比氧化产物多1mol,若还原产物比氧化产物多0.5mol,则反应转移电子数为6mol或6×6.02×1023。
考点:考查热化学方程式的书写、盖斯定律,化学反应速率和化学平衡,氧化还原方程式的书写和计算。
本题难度:一般
4、填空题 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1
反应Ⅱ:CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) △H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是__________(填“I” 或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。

由表中数据判断△H1____(填“>”“=”或“<”)0。
③某温度下,将2 mol CO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2
mol/L,则CO的转化率为___________,此时的温度为___________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g) +4H2O(g) △H1= -1275.6 kJ/mol
②2CO(g) +O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H3= -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:_____________________________
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理。设计如下图所示的电池装置,则该电池正极的电极反应为:
____________________

参考答案:(1)①I;②<;③80%;250℃
(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ;△H =-442. 8 kJ/mol
(3)O2+2H2O+4e-=4OH-
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 (8分)反应A(s)+2B(g)
2C(g)在密闭容器中达到平衡。
(1)若升高温度能使C的物质的量减少,则正反应是________热反应;
(2)若增加A的物质的量,平衡________移动;
(3)若增大压强,则平衡________移动;
(4)若增加C的浓度,则B(g)的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
参考答案:(1)放 (2)不 (3)不 (4)减小
本题解析:反应A(s)+2B(g)
2C(g)在密闭容器中达到平衡,若升高温度能使C的物质的量减少,即反应向逆反应方向移动,则逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应;若增加A的物质的量,因为A为纯固体,量的多少不影响平衡,故平衡不移动;该反应前后气体体积不变,故增大压强平衡不移动;若增加C的浓度,则平衡向c(C)减小的方向移动,即逆反应方向,则B(g)的转化率减小。
考点:外界条件对化学平衡的影响。
本题难度:一般