- 原子核外电子排布
- 共93题
碳和氮是地球上含量丰富的两种元素,其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除氧化物对环境的负面影响。
19.右图是1mol NO2气体和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。写出此反应的热化学方程式为
____________________________;
20.在不同温度下,向VL密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),达到平衡时的数据如下:
请回答下列问题:
①T1℃时,该反应的平衡常数K= ,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡后NO的转化率将 (“增大”、“减小”或“不变”)
②当该反应达到平衡后下列说法正确的是______(填序号)。A.2v(CO2)消耗=v(NO)生成B.混合气体的平均相对分子质量不再改变C.混合气体的密度不再改变 D.NO、CO2的物质的量浓度均不再变化
③若T1<T2,则△H 0(填“大于”或“小于”),
④T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是 (填序号)。
A.增加NO的量
B.加入催化剂
C.减小CO2的量
D.缩小容器体积
E.升温
21.若用CO和氧气构成燃料电池,以熔融Li2CO3—K2CO3作电解质,负极电极反应式是_________
正确答案
NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g) △H=a-b kJ/mol或△H=-(b-a) kJ/mol
解析
由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量-(b-a) kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g) △H=a-b kJ/mol或△H=-(b-a) kJ/mol。
考查方向
解题思路
由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量-(b-a) kJ。
易错点
注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。
正确答案
① 不变
②A BCD
③小于
④ A D E
解析
T1℃平衡时CO2是0.3mol,则生成氮气也是0.3mol,而剩余NO是1mol—0.3mol×2=0.4mol,该反应的平衡常数,T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;D项T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。
根据表中数据可知T2温度下平衡时消耗碳是1mol—0.75mol=0.25mol,则根据方程式可知生成CO2是0. 25mol。由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,△H<0。
当2v(CO2)消耗=v(NO)生成;混合气体的平均相对分子质量不再改变;混合气体的密度不再改变;NO、CO2的物质的量浓度均不再变化均可说明反应达到平衡。 T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是增加NO的量;缩小容器体积;升温。
考查方向
解题思路
T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。
由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,△H<0。
T1℃时,若改变反应条件,导致NO浓度增大,则改变的条件可能是增加NO的量;缩小容器体积;升温。
易错点
注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。
正确答案
CO-2e-+ CO32-=2CO2
解析
甲烷燃料电池,根据氧化还原反应得知还原剂为负极、通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以负为甲烷、正极为氧气,负极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,正极反应式为O2+2CO2-4e-═2CO32-,据此分析解答.
单位:mol/L 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH=﹣213.5 kJ/mol,
始 0.5 0.5 0 0
转(T1) 0.3 0.15 0.15 0.15
T1 0.2 0.35 0.15 0.15
转(T1) 0.25 0.125 0.125 0.125
T2 0 .25 0.375 0.125 0.125
K(T1)= =0.5625;K(T2)= =0. 25;
因 K(T1)> K(T2) 故温度T1<T2;
B项T1℃时,该反应的平衡常数K==
=9/16=0.5625
C项T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,相当于增大压强,该反应为等体积反应,概念压强,平衡不发生移动,故c (N2) :c (NO)不变;D项T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,平衡逆向移动, NO的转化率减小。
A、根据表中数据可知T2温度下平衡时消耗碳是0.5mol—0.375mol=0.125mol,则根据方程式可知生成CO2是0.125mol。由于正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的物质的量减少,则由上述信息可推知:T1<T2,A错误;
B.T2℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,由于反应前后体积不变,则改变压强平衡不移动,所以c(N2):c(NO)不变,B错误;
C.T1℃时,若开始时反应物的用量均减小一半,相当于降低压强,但平衡不移动,所以平衡后NO的转化率不变,C错误;,D正确,答案选D。
考查方向
解题思路
甲烷燃料电池,根据氧化还原反应得知还原剂为负极、通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以负为甲烷、正极为氧气。
易错点
注意反应2NO(g)+C(s)═N2(g)+CO2是气体体积不变的反应,平衡不受压强的影响;电极反应式书写,根据电解质确定正负极产物。
5.向硫酸酸化的Fe( NO3) 3溶液中逐渐通入H2S气体,可能发生反应的离子方程式正确的是()
①S2- +2N03- +4H+=2NO2+S+2H2O
②2Fe3+ +H2S =2Fe2+ +S+2H+
③Fe3+ +3NO3-+5H2S+2H+=3NO+5S +Fe2+ +6H2O
④Fe3+ +7NO3-+10H2S+8H+=7NO +10S+Fe2+ +14H2O
⑤Fe3+ +5NO3- +8H2S +4H+=5NO +8S +Fe2+ +10H2O
正确答案
解析
酸性溶液中,氧化性HNO3>Fe3+,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢,由电子、电荷守恒可知,离子反应为3H2S+2NO3-+2H+=2NO↑+3S↓+4H2O,故①错误,
硫化氢足量,则Fe(NO3)3完全反应,由电子、电荷守恒可知,离子反应为Fe3++3NO3-+5H2S+2H+=3NO↑+5S↓+Fe2++6H2O,故③正确,
当硫化氢将硝酸根全部还原后,再通入硫化氢发生离子反应2Fe3++H2S═2Fe2++S+2H+,故②正确;
当硝酸根离子全部反应,而铁离子部分反应,如铁离子与硝酸根离子的物质的量之比为:1:5时,离子方程式为:Fe3++5NO3-+8H2S+4H+═5NO+8S+Fe2++10H2O,故⑤正确;
而Fe3++7NO3-+10H2S+8H+═7NO+10S+Fe2++14H2O中也是亚铁离子部分反应,但得失电子不守恒,故④错误;
综上所述②③⑤正确,
故选A.
考查方向
解题思路
酸性溶液中,氧化性HNO3>Fe3+,硫化氢不足,硝酸根离子氧化硫化氢;硫化氢足量,则Fe(NO3)3完全反应,以此来解答。
易错点
离子方程式的书写
知识点
4.下列图示且与对应的叙述不相符的是( )
正确答案
解析
A.根据图象知,稀释相同的倍数,HA的pH变化快,所以HA的酸性比HB强,则相同浓度的钠盐溶液中,NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH,A正确;
B.KNO3的溶解度随着温度的升高而升高,溶解度曲线上的点是饱和溶液,曲线以下的a点是不饱和溶液,B正确;
C.图象表示的是反应物能量高于生成物能量,反应是放热反应,加入催化剂可以降低化学反应的活化能,C正确;
D.依据化学方程式可知,相同时间下,二氧化氮消耗速率是四氧化二氮消耗速率的2倍时,二氧化氮的正逆反应速率相同,说明反应达到平衡,A点是说明二氧化氮和四氧化二氮的消耗速率相同,不能说明反应达到平衡,D错误。
故选D。
考查方向
解题思路
A.根据图象知,稀释相同的倍数,HA的pH变化快,所以HA的酸性比HB强;
B.溶解度曲线上的点是饱和溶液,曲线以下的a点是不饱和溶液;
C.加入催化剂可以降低化学反应的活化能;
D.物质浓度在改变,不是平衡状态。
易错点
本题考查了图象分析判断,主要是化学平衡移动原理分析应用,物质溶解度与质量分数的关系判断,弱电解质溶液pH大小比较及盐类水解的判断方法,题目难度中等。
知识点
1.下列有关常见有机物说法正确的是 ( )
正确答案
解析
A.糖中单糖、低聚糖、油脂不是高分子化合物,多糖是高分子化合物,蛋白质是天然高分子化合物,A错误;
B.生石灰能和酸反应生成乙酸钙,乙醇和生石灰不反应,所以要除去乙醇中少量的乙酸,可以加入足量生石灰,蒸馏,B正确;
C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色,C错误。
D.甲烷可利用石油的分馏得到,石油裂化可得到乙烯,D错误。
故选B。
考查方向
解题思路
A.糖中单糖、低聚糖、油脂不是高分子化合物,多糖是高分子化合物,蛋白质是天然高分子化合物;
B.生石灰能和酸反应生成乙酸钙,乙醇和生石灰不反应,所以要除去乙醇中少量的乙酸,可以加入足量生石灰,蒸馏;
C.乙醇可以使酸性KMnO4溶液褪色。
D.甲烷可利用石油的分馏得到,石油裂化可得到乙烯。
易错点
本题考查有机物的结构与性质,为高考常见题型,涉及石油的裂化、除杂、蛋白质的性质、同系物判断等,把握常见的有机物的性质即可解答,题目难度不大。
知识点
从废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下:
回答下列问题:
14.①中废渣的主要成分是____。
15.②、③中的变化过程可简化为(下式中Rn+表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂
的主要成分):
Rn+(水层)+nHA(有机层) RAn(有机层)+nH+(水层);
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。③中反萃取时加入的X试剂是 。
16.完成④中反应的离子方程式:ClO3-+ VO2++ H+= VO3++ Cl-+ ______
17.25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下:
根据上表数据判断,⑤中加入氨水,调节溶液pH最佳值为 ;若钒沉淀率为90%
时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)< 。
(已知:25℃时,Kap[Fe(OH)3]=2.6×10-29)
18.在整个工艺流程中,可以循环利用的物质是水、 和 。
19.写出废液Y中除H+之外的两种阳离子 。
正确答案
SiO2
解析
废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶后,V2O5、Fe2O3和酸反应,二氧化硅不与酸反应,过滤得到滤渣为二氧化硅,故答案为:SiO2
考查方向
解题思路
根据物质的水溶性确定,V2O5和SiO2难溶于水,亚硫酸根具有还原性,酸性条件下,能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子,过滤得到滤渣为二氧化硅。
易错点
将工艺流程转化为物质的流程分析。
正确答案
加入碱中和产生的酸,平衡右移提高了钒的萃取率
硫酸
解析
②中萃取时必须加入适量碱,分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)=RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行,故答案为:加入碱中和产生的酸,平衡右移提高了钒的萃取率;硫酸
考查方向
解题思路
根据Rn+(水层)+nHA(有机层)RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;加入硫酸抑制平衡正向进行。
易错点
将工艺流程转化为物质的流程分析。
正确答案
ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O
解析
依据氧化还原反应元素化合价变化和电子守恒原子守恒分析配平,ClO3-中氯元素化合价从+5价变化为-1价,得到电子6,VO2+变化为VO3+、元素化合价从+4价变化为+5价失电子1,依据电子守恒、原子守恒配平得到离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,故答案为:3H2O
考查方向
解题思路
依据氧化还原反应元素化合价变化和电子守恒原子守恒分析配平,ClO3-中氯元素化合价从+5价变化为-1价,得到电子6,VO2+变化为VO3+、元素化合价从+4价变化为+5价失电子1,依据电子守恒、原子守恒配平得到离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O。
易错点
电子守恒原子守恒配平。
正确答案
1.7 2.6×10-3
解析
从沉淀率和pH关系可知,随pH增大,沉淀率先增大后减小,故沉淀率最大的pH即为最佳pH,pH=1.7时钒的沉淀率最大为98.8%,加入氨水调节溶液的最佳pH为1.7,若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3,沉淀,此时溶液PH=2,计算氢氧根离子浓度c(OH-)=10-12mol/L,k[Fe(OH)3]=2.6×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)==2.6×10-3mol/L,故答案为:1.7;2.6×10-3;
考查方向
解题思路
从沉淀率和pH关系可知,随pH增大,沉淀率先增大后减小,故沉淀率最大的pH即为最佳pH,pH=1.7时钒的沉淀率最大为98.8%,加入氨水调节溶液的最佳pH为1.7,若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3,沉淀,此时溶液PH=2,计算氢氧根离子浓度c(OH-)=10-12mol/L,k[Fe(OH)3]=2.6×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)==2.6×10-3mol/L
易错点
计算错误
正确答案
有机萃取剂 氨水(或氨气)
解析
从流程图可知,③中有机萃取剂用于②中萃取,⑥中氨气用于⑤中调节pH,故答案为:有机萃取剂、氨水(或氨气)
考查方向
解题思路
从流程图可知,③中有机萃取剂用于②中萃取,⑥中氨气用于⑤中调节pH。
易错点
将工艺流程转化为物质的流程分析。
正确答案
Fe3+、VO3+、NH4+、K+
解析
依据流程反应分析,加入的试剂在反应过程中生成的离子为,除H+之外的阳离子为Fe3+、VO22+、NH4+、K+,故答案为:Fe3+、VO3+、NH4+、K+。[来源:学科网]
考查方向
解题思路
依据流程反应分析,加入的试剂在反应过程中生成的离子为,除H+之外的阳离子为Fe3+、VO22+、NH4+、K+
易错点
将工艺流程转化为物质的流程分析。
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