汽车尾气时间/S -4尾气分析仪0 -1催化反应器1 4.05 2 2.50 3 1.50 尾气分析仪4 1.00 2.70 5 C(NO)(×10mol.L) 10.0 1.00 2.70 C(CO) (×10-3mol.L-1) 3.60 3.05 2.85 2.75 请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响): ①前2s内的平均反应速率v (N2) = ___________________。
②在该温度下,反应的平衡常数K = 。(只写出计算结果)
③对于该可逆反应,通过综合分析以上信息,至少可以说明 (填字母)。 ..A.该反应的反应物混合后很不稳定 B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小 D.该反应在一定条件下能自发进行 E.该反应使用催化剂意义不大
(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O可以在固体介质NASICON中自由移动。 下列说法错误的是 。
A.负极的电极反应式为:CO+O―2e=CO2 B.工作时电极b作正极,O由电极a流向电极b C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高 9.(16分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合 物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答: (1)右图是1molNO2和1molCO反应生成
CO2 和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2 和CO 反应的热化学方程式 ; (2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/K K/(mol·L-1)2 完成下列问题: ①比较K1、K2的大小:K1 K2(填“>”、“=”或“<”); ②判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号); A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆) C.容器内压强保持不变 水解原理与NH4Cl类似。
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式 ; ②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是 (填序号)。 A.c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(OH-)
D.混合气体的密度保持不变
(3)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,
298 4.1×106 398 K1 498 K2 … … 2-2—
-多孔电极a
2-
CO传感器NASICON 多孔电极b 空气
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B.c(Cl-)>c([N2H5·H2O+])> c(H+)>c(OH-)
C.2 c(N2H62+)+ c([N2H5·H2O] +)+c(H+)= c(H+)+c(OH-) D.c(N2H62+)> c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
10.(16分)汽车排气中的CO、NOX已经成为大气的主要污染物,使用稀土等催化剂能将
CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。 (1)已知:N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ/mol
2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ/mol C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生以下反应:
18NO(g)+2C3H6(g)
18NO2(g)+4C3H6(g)①从图中可以得出的结论是
9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g); 9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
试写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式
并分别在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图像如下图所示:
结论一:从测定NOX转化数据中判断,相同温度下 结论二: ②在上述NO2和C3H6反应中,提高NO2转化率的措施有 。(填编号) A.加入催化剂
B.降低温度 C.分离出H2O(g)
D.增大压强
(3) CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白
(Hb·CO),在37℃时:
CO+Hb·O2
O2+Hb·CO K=220
-6
-1
-2
-1
实验表明,Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%,也可造成人的智力损伤。抽烟后,测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10mol·L和10mol·L。请问,抽烟会造成人的智力损伤吗?(写出计算过程)
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11.(16分)甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇,该反应
的热化学方程式为:2H2(g)+CO(g)(1)已知:CO(g)? H2(g)?1212CH3OH(g) ?H1??116kJ?mol?1?1
kJ?mol O2(g)?CO2(g) ?H2??283O2(g)?H2O(g) ?H3??242kJ?mo1?1
1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式为 。 (2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g)选)。
A.分离出CH3OH B.升高温度 C.减小压强 D.加入合适的催化剂 (3)在容积为1L的恒容容器中,分别在230℃、250℃和270℃下,改变H2和CO的
起始组成比(起始时CO的物质的量固定为1mol)进行实验,结果如下图所示(图
中曲线上的点都为一定温度下、一定组成下的平衡点):
CH3OH(g)反应速率的是 (双
①曲线X对应的温度是 。
②从图中可以得出的结论有 (任写一条)。 (4)利用图中a点对应的数据计算曲线Z对应温度下2H2(g)+CO(g)
的平衡常数。(写出计算过程)
12.(16分)
能源问题是人类社会面临的重大课题,日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌。而甲醇是未来重要的绿色能源之一。
(1) 已知:在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。请写
出甲醇燃烧的热化学方程式。
(2) 目前有科学家在一定条件下利用水煤气(CO+H2)合成甲醇: CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。甲醇的物质的量与反应温度的关系如下图所示:
CH3OH(g)
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①合成甲醇反应的△H______0。(填“>”、“<”或“=”)
②其它条件不变,将E点的容积压缩到原来的1/2,正反应速率加快,逆反应速率_________。(填“加快”、“减慢”、“不变”),重新平衡时c(CH3OH)/c(CO)_________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
③230℃时,平衡常数K=1。若其它条件不变,将温度升高到450℃时,达到平衡时,K 1 (填“>、< 或 = ”)
(3)、下列有关甲醇的说法正确的是 ( )
A.甲醇能使蛋白质变性 B.甲醇能发生消去反应
C.甲醇不能被催化氧化 D.甲醇与钠反应比水与钠反应剧烈
(4)利用甲醇燃料电池设计如右图所示的装置:则该装置中Zn极为 极;写出a极的电极反应式
13.(16分)A、B、C是三种常用制备氢气的方法。
A. 煤炭制氢气,相关反应为:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),△H= a kJ·mol-1 CO2(g)+H2(g) ,△H= b kJ·mol-1
B. 氯碱工业中电解饱和食盐水制备氢气。
C. 硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程制备H2 :
H2O SO2 I2 20℃-100℃ 反应器
回答问题:
(1)某温度(T1)下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生煤炭制氢气的一个反应:反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2):
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H2SO4 I2 HI 500℃ 膜反应器
H2 H2SO4 HI 分离器
反应时间/min 0 t1 n(CO)/mol 1.20 0.80 H2O/ mol 0.60 t2 0.20 保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率
(增大、减小、不变),H2O的体积分数 (增大、减小、不变);
保持其他条件不变,温度由T1升至T2,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为 (吸热、放热)反应。
保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到达平衡时,n(CO2)= 。
(2)写出方法B制备氢气的离子方程式;
(3)膜反应器常利用膜的特殊功能实现反应产物的选择性分离。方法C在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
(4)反应:C(s)+CO2(g) = 2CO(g) ,△H= 。
14.(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。 (1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 化如图所示。
2NH3(g) ?H=-92.4 kJ/mol,该反应的能量变
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的
78,此时H2的转化率为 ;欲提高该容器中H2的转化
率,下列措施可行的是 (填选项字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 B.向容器中再充入一定量H2 C.改变反应的催化剂 D.液化生成物分离出氨
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应: 2N2(g)+6H2O(1)
4NH3(g)+3O2(g) ?H=+1530 kJ/mol
又知:H2O(1)=H2O(g) ?H=+44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) ?H = kJ/mol,该反应的化学平衡常数表
达式为K= ,控制其他条件不变,增大压强,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
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