1、填空题 (15分)2013年以来,我国多地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是导致极端天气的重要因素。
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解,发生反应:=2CO(g)+ △H>0,该反应的S 0(填“>”“<”或“=”),在低温下,该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)活性炭可用于处理大气污染物NO。在1 L恒容密闭容器中加入0.100 mol NO和2.030 mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F。当温度分别在和时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式: 。
②上述反应在℃时的平衡常数为,在℃时的平衡常数为。
计算= 。根据上述信息判断,和的关系是 。
a. b. c.无法比较
③在℃下反应达到平衡后,下列措施不能改变NO的转化率的是____。
a.增大c(NO) b.增大压强 c.升高温度 d.移去部分F
(3)碘循环工艺不仅能吸收降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出的目的是: 。
(4)开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示:
通过a气体的电极是原电池的 极(填“正”或“负”),其电极反应式为 。
参考答案:(15分)
(1) > 不能
(2)①C+2NO=N2+CO2 ②9/16 C ③a、b
(3) ①SO2+I2+2H2O = SO42-+2I-+4H+ ②降低生成物的浓度,使平衡向正方向移动
(4) 负 CH3OH-6e-+H2O = CO2 +6H+
本题解析:(1)根据化学反应可知,该反应是熵增的化学反应,所以△S>0,根据反应自发进行的判据,△ H-T△S<0反应能自发进行,该反应是熵增的吸热反应,在低温下不能自发进行。
(2)①根据活性炭可用于处理大气污染物NO,说明两者反应生成氮气和CO2,反应的化学方程式为C+2NO=N2+CO2;
②根据表格提供的信息,上述反应在T1℃时的平衡常数为K1(0.030×0.030)÷(0.040×0.040)=9/16,根据上述信息,没有温度大小,没有反应的热效应,无法比较T1和T2的关系,选c;③a.增大c( NO),相当于增大压强,平衡不移动,不能增大NO的转化率,b.该反应是反应前后气体体积不变的化学反应,增大压强,平衡不移动,不能增大NO的转化率,c.如果该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,能增大NO的转化率, d.移去部分F,平衡右移,能增大NO的转化率,选a、b。
(3)①根据流程图可知,SO2通入碘水中生成硫酸和氢碘酸,则反应器中发生反应的离子方程式为:SO2+I2+2H2O = SO42-+2I-+4H+,②根据化学反应2HI(g)I2(g)+H2(g),分离出H2,降低生成物的浓度,使平衡向正方向移动,加速碘的生成。
(4)根据甲醇燃料电池的工作原理图可知,在a电极,失去电子,且H+由左向右迁移,所以a电极是负极,甲醇在负极失电子生成CO2和水,则电极反应式为CH3OH-6e-+H2O = CO2 +6H+。
考点:考查化学反应自发进行的判断,SO2污染的工业治理及甲醇燃料电池。
本题难度:困难
2、选择题 下列反应中熵减少的是( ? )
A.食盐晶体溶于水
B.电解水生成氢气和氧气
C.碳酸氢铵分解
D.水蒸气冷凝为水
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 下列反应中,在高温下不能自发进行的是( )
A.CO(g)C(s)+O2(g)
B.NH4Cl(s)NH3(g)↑+HCl(g)↑
C.(NH4)2CO3(s)NH4HCO3(s)+NH3(g)
D.MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)
参考答案:A
本题解析:A、B、C、D都是分解反应,为吸热反应;A项不是熵增的反应,在高温下不能自发进行。
本题难度:一般
4、选择题 下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是
A.△H>0,△S>0
B.△H<0,△S>0
C.△H>0,△S<0
D.△H<0,△S<0
参考答案:A
本题解析:冰熔化为水的过程吸热,熵增的过程,选A。
本题难度:一般
5、选择题 以下自发反应可用△H判据来解释的是(?)
A.硝酸铵自发的溶于水
B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.7kJ·mol-1
C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-56.7kJ·mol-1
参考答案:D
本题解析:A项可用熵的增加来解释其自发过程;B、C项反应前后气体的增加,其自发过程可结合熵的增加来解释;D项是放热反应,由于反应放热有利于反应的的自发进行,故可用焓变△H来解释说明。
本题难度:简单