超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 , 化学方程式如下:2NO + 2 CO2CO2 + N2 ,为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表:
时间 /s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)/mol·L—1 |
1.00×10—3 |
4.50×10—4 |
2.50×10—4 |
1.50×10—4 |
1.00×10—4 |
1.00×10—4 |
c(CO)/mol·L—1 |
3.60×10—3 |
3.05×10—3 |
2.85×10—3 |
2.75×10—3 |
2.70×10—3 |
2.70×10—3 |
请回答:(以下各题均不考虑温度变化对催化效率的影响):
(1)前2s内的平均反应速度v (N2)= 。
(2)在该温度下,反应的平衡常数K= ;若升高温度时K值变小,则该反应的ΔH 0(填写“>”、“<”、“=”)。
(3)若在容器中发生上述反应,达平衡后,下列措施能提高NO转化率的是
A. 选用更有效的催化剂 B. 升高反应体系的温度
C. 降低反应体系的温度 D. 缩小容器的体积
(4)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组对比实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下面设计表的空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 |
T / ℃ |
NO初始浓度 ( mol·L—1 ) |
CO初始浓度 ( mol·L—1 ) |
催化剂的比表面积 ( m2·g—1 ) |
Ⅰ |
280 |
1.20 × 10—3 |
5.80 × 10—3 |
82 |
Ⅱ |
|
|
|
124 |
Ⅲ |
350 |
|
|
124 |
(6分)
(1)H、
H、
H互为________,16O2、18O3互为________。
A.同位素 | B.相同物质 |
C.同素异形体 | D.同分异构体 |
(2)某元素的最高价氧化物分子式R2O5,已知R的气态氢化物中含氢8.82%,则R的相对原子量约为_______,R元素周期表中的位置为________________。
(3)铷和另一种碱金属形成的合金7.8 g与足量的水反应后,产生0.2 g氢气,则此合金中另一碱金属可能是:________________。(铷的相对原子量取85.5)
(4)质量相同的H2O和D2O与足量钠反应,放出的气体在标况下的体积之比为________。
煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为。
(2)③中加入的物质可以是(填字母序号)。
a.空气b.CO c.KNO3d.NH3
(3)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶(),其分子中相邻的C和N原子相比,N原子吸引电子能力更(填“强”或“弱”),从原子结构角度解释原因:。
(4)已知:N2(g) + O2(g)===2NO(g) ΔH =" a" kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g)===2NH3(g) ΔH =" b" kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g)===2H2O(l) ΔH =" c" kJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为。
(5)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:。
液氨是一种良好的储氢物质。
已知:①2NH3(g) N2 (g)+3H2(g)ΔH =+92.4 kJ·mol-1
②液氨中2NH3(l) NH2-+NH4+
(1)氨气自发分解的反应条件是(填“低温”或“高温”)。
(2)图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率。反应的活化能最大的是(填催化剂的化学式)。
(3)其他条件相同,反应①在不同催化剂作用下反应相同时间后,氨气的转化率随反应温度的变化如图2所示。
①a点所代表的状态________(填“是”或“不是”)平衡状态。
②c点氨气的转化率高于b点,原因是。
③请在图2中再添加一条Ni催化分解氨气过程的总趋势曲线。
④假设Ru催化下,温度为750 ℃时,氨气的初始浓度为c0,平衡转化率为40%,则该温度下此反应的平衡常数K = 。
(4)用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是。
(16分)乙酰水杨酸是一种使用广泛的解热镇痛剂。合成原理是:
(1)乙酰水杨酸的分子式为,1 mol乙酰水杨酸最多能与mol H2反应。
(2)上面反应的反应类型是。
(3)有关水杨酸的说法,不正确的是。
A.能与溴水发生取代反应和加成反应 |
B.可发生酯化反应和水解反应 |
C.1 mol水杨酸最多能与2 mol NaOH反应 |
D.遇FeCl3溶液显紫色 |
(4)乙酰水杨酸与足量KOH溶液反应的化学方程式为。
(5)乙酰氯(CH3COCl )也可以与水杨酸反应生成乙酰水杨酸,请写出化学反应方程式(不写条件)。
(6)写出一种符合下列条件的乙酰水杨酸的同分异构体的结构简式:。
Ⅰ.能遇FeCl3溶液显色
Ⅱ.苯环上只有2种一溴取代物
Ⅲ.1 mol该化合物能分别与含4 mol Br2的溴水或4 mol H2反应
〔化学—选修3:物质结构与性质〕(15分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题:
(1)B、C、D三种元素的电负性由小到大的顺序为,E的基态原子的电子排布式为。
(2)由B、D形成的BD32-离子中,其VSEPR模型名称是,离子的中心原子采用杂化。
(3)已知由A、C、D三种元素按照4:2:3的原子个数比可形成某离子化合物,常温下测得该离子化合物的水溶液pH=5,则该溶液中水电离出的氢离子浓度为。
(4)D、E和钡三种元素构成的某化合物的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为。
纳米级的EO2是一种广泛使用的催化剂,实验室往往通过ECl4在大量水中加热水解制得EO2·xH2O,该反应的化学方程式为。