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【題目】氮的氧化物是造成大氣污染的主要物質。研究氮氧化物的反應機理對于消除環境污染有重要意義。NO在空氣中存在如下反應:2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) △H,上述反應分兩步完成,如圖所示。

回答下列問題:

(1)寫出反應①的熱化學方程式(△H用含物理量E的等式表示):___________

(2)反應①和反應②中,一個是快反應,會快速建立平衡狀態,而另一個是慢反應。決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應速率的是____(填“反應①”或“反應②”);對該反應體系升高溫度,發現總反應速率變慢,其原因可能是_________(反應未使用催化劑)。

(3)T1溫度時在容積為2L的恒容密閉容器中只充入1.00molNO2氣體發生反應:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。實驗測得:v=kc2(NO)·c(O2),v=kc2(NO2),k、k為速率常數只受溫度影響。不同時刻測得容器中n(NO2)如表:

時間/s

0

1

2

3

4

5

n(NO2)/mol

1.00

0.80

0.65

0.55

0.50

0.50

①從0~2s該反應的平均速率v(NO2)=___________mol/(L·s)。

②T1溫度時化學平衡常數K=___________mol-1·L。

③化學平衡常數K與速率常數的數學關系是K=___________。若將容器的溫度改變為T2時其=,則T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。

(4)水能部分吸收NO、NO2混合氣體得到HNO2溶液。向20 mL 0.10 mol/LHNO2溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,所得pH曲線如圖所示。則A點對應的溶液中 =_______

【答案】2NO(g) N2O2(g) △H = -(E3-E4) kJ/ mol 反應② 決定總反應速率的是反應②,溫度升高后反應①平衡逆向移動,造成N2O2濃度減小,溫度升高對反應②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導致反應②速率變慢 0.0875 8 10-3.70

【解析】

(1)根據圖像分析反應①為2NO(g)N2O2(g)的焓變,寫出熱化學方程式;

(2)根據圖像可知,反應①的活化能<反應②的活化能,反應①為快反應,反應②為慢反應,決定該反應速率的是慢反應;決定正反應速率的是反應②,結合升高溫度對反應①和②的影響分析可能的原因;

(3)①根據v=結合表格數據計算;②根據表格數據,計算出平衡時的c(NO2)c(NO)c(O2)結合K=計算;③平衡時v=v,結合速率方程和化學平衡常數表達式分析計算;根據圖像,該反應是放熱反應,若將容器的溫度改變為T2時其=,則K=18,說明平衡逆向移動,結合溫度對平衡的影響分析判斷;

(4)根據圖象可知,0.10molL-1HNO2溶液的pH=2.15,據此可計算出HNO2的電離平衡常數KaA點溶液為中性,則c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,溶液中電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(NO2-),則A點溶液中c(Na+)=c(NO2-)A點對應的溶液中==,據此計算。

(1)根據圖像可知,反應①的化學方程式為:2NO(g)N2O2(g)H=(E4-E3)kJ/mol=-(E3-E4) kJ/ mol,故答案為:2NO(g)N2O2(g)H=-(E3-E4) kJ/ mol

(2)根據圖像可知,反應①的活化能<反應②的活化能,反應①為快反應,反應②為慢反應,決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應速率的是慢反應②;對該反應體系升高溫度,發現總反應速率變慢,可能的原因是:決定總反應速率的是反應②,升高溫度后反應①平衡逆向移動,造成N2O2濃度減小,溫度升高對反應②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導致反應②速率變慢,故答案為:反應②;決定總反應速率的是反應②,升高溫度后反應①平衡逆向移動,造成N2O2濃度減小,溫度升高對反應②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導致反應②速率變慢;

(3)①從02s該反應的平均速率v(NO2)== 0.0875mol/(L·s),故答案為:0.0875

②根據表格數據,平衡時,c(NO2)==0.25mol/L,反應的二氧化氮濃度c(NO2) =0.25mol/L,根據2NO(g)+O2(g)2NO2(g),平衡時c(NO)= 0.25mol/Lc(O2) =0.125mol/L,則T1溫度時化學平衡常數K===8mol1·L,故答案為:8

③平衡時v=v,即kc2(NO)·c(O2)=kc2(NO2),化學平衡常數K==;若將容器的溫度改變為T2時其=K=18,說明平衡逆向移動,因為該反應是放熱反應,說明T1T2 ,故答案為:;<;

(4)根據圖象可知,0.10molL-1HNO2溶液的pH=2.15,則HNO2的電離平衡常數Ka=A點溶液為中性,則c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,溶液中電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(NO2-),則A點溶液中c(Na+)=c(NO2-)A點對應的溶液中====103.70,則=10-3.70,故答案為:10-3.70

練習冊系列答案
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【題目】387℃時,在甲、乙兩個體積均為1.0L的恒容密閉容器中發生甲醇合成二甲醚的反應:2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),起始時、平衡時各物質的物質的量如下表所示。

容器

起始物質的量/mol

平衡物質的量/mol

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

0.20

0.080

0.080

0.40

a

a

則:(1)表中a=________

(2)若起始時向甲容器中充入0.20mol CH3OH(g)、0.50mol CH3OCH3和0.10molH2O(g),則反應達平衡時容器中CH3OH(g)的濃度為多少?_______(寫出解題過程)

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【題目】現有部分元素的性質與原子(或分子)結構的相關信息如表所示:

元素編號

元素性質與原子(或分子)結構的相關信息

T

最外層電子數是次外層電子數的 3

X

常溫下單質分子為雙原子分子,分子中含有 3 對共用電子對

Y

M 層比K 層少 1 個電子

Z

其離子是第三周期金屬元素的離子中半徑最小的

(1)TXYZ 形成的簡單離子半徑由大到小的順序是_____(用離子符號表示)

(2)元素 Y 與元素 Z 相比,金屬性較強的是_____(用元素符號表示),下列表述中能 證明這一事實的是_____(填字母序號)

a.Y 單質的熔點比 Z 單質的低

b.Y 的化合價比Z 的低

c.常溫下Y 單質與水反應的程度很劇烈,而Z 單質在加熱條件下才能與水反應

d.Y 最高價氧化物對應的水化物的堿性比 Z 的強

(3)TXYZ 中有兩種元素能形成既含離子鍵又含非極性共價鍵的常見化合物,寫出該化合物的電子式:________,元素 X 與氫元素以原子個數比 12 化合形成常用于火箭燃料的化合物 W,寫出 W 的電子式_______

(4)元素 T 和氫元素以原子個數比 11 化合形成化合物 Q Q 能與 W 發生氧化還原反應, 生成X 的單質和T 的另一種氫化物,寫出該反應的化學方程式:_______

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【題目】短周期元素WXYZ 的原子序數依次增加。mpr 是由這些元素組成的二元化合物,n 是元素Z 的單質,通常為黃綠色氣體,q 的水溶液具有漂白性,r 溶于水是強酸,s 通常是難溶于水的混合物。上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法正確的是 ( )

A.W 在周期表中所在族全是金屬B.X 的最高價氧化物的水化物為強酸

C.Y 的氫化物常溫常壓下為氣態D.1molZ 單質與氫氧化鈉溶液反應轉移 1mol 電子

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B.為了驗證 A 中發生了氧化還原反應,加入用稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,產生白色沉淀

C.能表明I的還原性弱于SO2的現象是B中藍色溶液褪色

D.裝置C的作用是吸收SO2尾氣,防止污染空氣

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B. 為提高高錳酸鉀溶液的氧化能力,用鹽酸將高錳酸鉀溶液酸化

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D. 檢驗溶液中是否含有SO時,在無其他陽離子干擾的條件下,先用鹽酸酸化,所得溶液再加BaCl2溶液

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B. 向陰極附近滴加KSCN溶液,溶液變紅

C. 電解一段時間后,陰極附近pH減小

D. 電解法制備高純鐵總反應:3Fe2+Fe + 2Fe3+

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【題目】

1)在上面元素周期表中全部是金屬元素的區域為___

A.a B.b C.c D.d

2G元素與E元素形成的化合物的化學式是______,它們都是___。(填共價化合物離子化合物)。表格中九種元素的最高價氧化物對應的水化物中,堿性最強的是___(用化合物的化學式表示,下同),酸性最強的是___,屬于兩性氫氧化物的是___

3)①用元素符號將鐵元素填寫在上面元素周期表中對應的位置___

GH兩元素相比較,金屬性較強的是___(填名稱),可以驗證該結論的實驗是___。(填編號)

a)看哪種原子失去的電子越多,金屬性越強。

b)將這兩種元素的單質粉末分別和同濃度的鹽酸反應

c)將這兩種元素的單質粉末分別和熱水作用,并滴入酚酞溶液

d)比較這兩種元素的氣態氫化物的穩定性

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