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氮和硫的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重...

氮和硫的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究它们的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。

12NO(g)+O2(g)2NO2(g)的基元反应如下(E为活化能):

2NO(g)N2O2(g)     E1=82kJ·mol-1     v=k1c2(NO)

N2O2(g)2NO(g)     E-1=205kJ·mol-1     v=k-1c(N2O2)

N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)     E2=82kJ·mol-1     v=k2 c(N2O2)·c(O2)

2NO2(g)N2O2(g) + O2(g)     E-2=72kJ·mol-1    v=k-2 c2(NO2)

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)  ∆H=__kJ·mol-1,平衡常数K与上述反应速率常数k1k-1k2k-2的关系式为K=__

②某温度下反应2NO(g) +O2(g)2NO2(g)的速率常数k=8.8×10-2L2·mol-2·s-1,当反应物浓度都是0.05mol·L-1时,反应的速率是__mol·L-1·s-1;若此时缩小容器的体积,使气体压强增大为原来的2倍,则反应速率增大为之前的__倍。

22SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图1所示。在V2O5存在时,该反应的机理为:V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)    4VO2+O2→2V2O5(慢)

下列说法正确的是__(填序号)。

a.反应速率主要取决于V2O5的质量

b.VO2是该反应的催化剂

c.逆反应的活化能大于198kJ·mol-1

d.增大SO2的浓度可显著提高反应速率

3)某研究小组研究T1℃、T2℃时,氮硫的氧化物的转化:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)    ∆H<01gP(NO2)lgP(SO3)关系如图2所示,实验初始时体系中的P(NO2)P(SO2)相等、P(NO)P(SO3)相等。

T1__T2(填“>”“<”或者“=”),温度为T1时化学平衡常数Kp=__

②由平衡状态ab,改变的条件是__

 

-113 1.1×10-5 8 CD < 1×10-2 保持温度为T1,将容器体积缩小为原来的 【解析】 (1)①根据基元反应含义,第1、3反应为正方向的2个基元反应,第2、4为逆方向的2个基元反应,△H=E2+E1-E-1-E-2,平衡常数,据此计算; ②当反应物浓度都是0.05mol·L-1时,反应的速率为:kc2(NO)·c(O2)=8.8×10−2L2·mol−2·s−1×(0.05mol)3=1.1×10−5mol·L-1·s-1;缩小体积,压强增大; (2)A.反应速率取决于慢反应速率; B.VO2是该反应的中间态; C.生成物总能量低,逆反应的活化能大于198kJ/mol; D.根据有效碰撞理论,增大SO2的浓度可显著提高反应速率; (3)①该反应的正反应为放热反应,温度越高,Kp越小;温度为T1时化学平衡常数,据此计算; ②根据坐标可知,由平衡状态a到b,改变的条件是将容器体积缩小为原来的; (1)①根据基元反应含义,第1、3反应为正方向的2个基元反应,第2、4为逆方向的2个基元反应,2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=E2+E1-E-1-E-2=-113kJ·mol-1,平衡常数,反应到达平衡时,v正=v逆,所以k1c2(NO)= k-1c(N2O2),k2c(N2O2)·c(O2)= k-2c2(NO2),则有,故答案为:-113;; ②某温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率常数:k=8.8×10-2L2·mol-2·s-1,当反应物浓度都是0.05mol·L-1时,反应的速率为: kc2(NO)·c(O2)=8.8×10−2L2·mol−2·s−1×(0.05mol)3=1.1×10−5mol·L-1·s-1;若此时缩小容器的体积,使气体压强增大为原来的2倍,浓度增大为原来的2倍,则反应速率增大为之前的23=8倍,故答案为:1.1×10-5;8; (2)A.V2O5的质量不影响反应速率,反应速率取决于慢反应速率,A错误; B.VO2是该反应的中间态,并非催化剂,催化剂为V2O5,B错误; C.生成物总能量低,逆反应的活化能大于198kJ/mol,C正确; D.根据有效碰撞理论,增大SO2的浓度可显著提高反应速率,D正确;故答案为:CD; (3)①该反应的正反应为放热反应,温度越高,Kp越小,则T1<T2;温度为T1时化学平衡常数,故答案为:<;1×10-2; ②根据坐标可知,由平衡状态a到b,改变的条件是保持温度为T1,将容器体积缩小为原来的,故答案为:保持温度为T1,将容器体积缩小为原来的。
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考点分析:
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铬及其化合物在生产生活中具有十分广泛的用途。工业上以铬铁矿(主要成分是Fe(CrO2)2Cr元素为+3价。含少量MgCO3Al2O3SiO2等杂质)为原料制取铬酸钠(Na2CrO4)晶体,其工艺流程如图:

已知:+3Cr在酸性溶液中性质稳定,当pH>9时以CrO形式存在且易被氧化。

1)如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成__

2)若省略过滤2”步骤,产品中可能混有__(写化学式)。

3)流程中两次使用了H2O2进行氧化,第二次氧化时反应的离子方程式为__

4)制取铬酸钠后的酸性废水中含有Cr2O,必须经过处理与净化才能排放。在废水中加入焦炭和铁屑,与酸性Cr2O溶液形成原电池,使Cr2O转化为Cr3+,再用石灰乳对Cr3+进行沉降。该电池的正极反应式为__;沉降Cr3+的离子方程式为__,该反应的K=__(列出计算式)。(已知Ksp[Ca(OH2)]=8×10-6Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31

5)产品铬酸钠可用如图所示方法冶炼铬。

②的化学方程式为__,在实验室中引发该反应用到的两种药品是__(填化学式)。

 

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如图为铜与稀硝酸反应的有关性质实验(洗耳球:一种橡胶为材质的工具仪器,可挤压)。

实验步骤如下:

①按照如图装置连接好仪器,关闭所有止水夹。检查装置的气密性。

②在装置A中的烧杯中加入30%的氢氧化钠溶液。在装置CU型管中加入4.0mol·L-1的硝酸,排除U型管左端管内空气。

③塞紧连接铜丝的胶塞,打开止水夹K1,反应进行一段时间。

④进行适当的操作,使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中,气体变为红棕色。气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应。

回答下列问题:

1)装置C中发生反应的离子方程式为__。反应后的溶液呈蓝色,其原因是铜离子和水分子形成了水合铜离子,1mol水合铜离子中含有σ键数目为12NA,该水合铜离子的化学式为__

2)装置A上面的导管口末端也可以连接__来代替干燥管,实现同样作用。

3)加入稀硝酸,排除U型管左端管内空气的操作是__

4)步骤④中使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中的操作是打开止水夹__(填写序号),并用洗耳球在U型管右端导管口挤压空气进入。

5)步骤④中使气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应的操作是__,尾气中主要含有NO2和空气,与NaOH溶液反应只生成一种盐,则离子方程式为有__

6)某同学发现,本实验结束后硝酸还有很多剩余,请你改进实验,使能达到预期实验目的,反应结束后硝酸的剩余量尽可能较少,你的改进是__

 

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快离子导体是一类具有优良离子导电能力的固体电解质。图1Li3SBF4)和图2是潜在的快离子导体材料的结构示意图。回答下列问题:

1BF3+NH3=NH3·BF3的反应过程中,形成配位键时提供电子的原子是__,其提供的电子所在的轨道是__

2)基态Li+B+分别失去一个电子时,需吸收更多能量的是__,理由是__

3)图1所示的晶体中,锂原子处于立方体的位置__。若其晶胞参数为apm,则晶胞密度为___g·cm-3(列出计算式即可)

4)氯化钠晶体中,Cl-按照A1密堆方式形成空隙,Na+填充在上述空隙中,则每一个空隙由__Cl-构成,空隙的空间形状为___

5)当图2中方格内填入Na+时,恰好构成氯化钠晶胞的,且氯化钠晶胞参数a=564pm。温度升高时,NaCl晶体出现缺陷(如图2所示,某一个顶点没有Na+,出现空位),晶体的导电性大大增强。该晶体导电时,在电场作用下迁移到空位上,形成电流。迁移的途径有两条(如图2中箭头所示):

途径1:在平面内挤过23号氯离子之间的狭缝(距离为x,如图3)迁移到空位。

途径2:挤过由123号氯离子形成的三角形通道(如图3,小圆的半径为y)迁移到空位。已知:r(Cl-)=185pm=1.4=1.7

x=__y=__;(保留一位小数)

②迁移可能性更大的途径是__

 

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温度为T℃,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol NO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)反应相同时间,测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是

A.T℃时,该反应的化学平衡常数为

B.图中c点所示条件下,v(正)>v(逆)

C.a点平衡体系中充入一定量的NO2,达到平衡时,NO2的转化率比原平衡大

D.容器内的压强:Pa:Pb6:7

 

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钛被誉为第三金属,广泛用于航空航天领域。硼化钒(VB2)—空气电池的放电反应为4VB211O2=4B2O3+2V2O5,以该电池为电源制备钛的装置如图所示,下列说法正确的是(   

A.电解过程中,OH-由阴离子交换膜右侧向左侧迁移

B.Pt极反应式为2VB222OH--22e-=V2O52B2O311H2O

C.电解过程中,铜极附近电解质溶液的pH增大

D.若石墨电极上只收集到4.48L气体,则理论上制备4.8gTi

 

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