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+2CO 2CO2+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 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)写出该反应的平衡常数表达式K= 。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 0(填写“>”、“<”、“=”)。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高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
(5)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,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中,请在表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 ㎡·g-1 |
Ⅰ |
280 |
1.2×10-3 |
5.8×10-3 |
82 |
Ⅱ |
|
|
5.8×10-3 |
124 |
Ⅲ |
350 |
1.2×10-3 |
|
|
“西气东输”中的“气”指天然气,其主要成分的化学式是 ,结构式是__________。一定量的该气体燃烧过程的能量变化如图所示,从图中可以读出E1 E2(填“>”或“<”),该反应_______ (填“放出”或“吸收”)能量。
[化学—选修5:有机化学基础](15分)某有机化合物A的结构简式如图所示:
回答下列问题:
(1)A的分子式为__________________。
(2)A在NaOH水溶液中加热得到B和C,C是芳香族化合物,C则的结构简式是_____________。
(3)C酸化后可得F,F不能发生的反应类型是(填写字母代号)__________________。
a.取代反应
b.加成反应
c.消去反应
d.加聚反应
e.氧化反应
f.还原反应
(4)B与足量的某饱和一元羧酸D充分反应后生成E,E和B的相对分子质量之差为84,则D的摩尔质量为__________________。
(5)F可以发生如下转化,且G与H互为同分异构体。
请写出:①H的结构简式__________________。 ②由F生成的G化学方程式________________。
(6)符合下列三个条件的F的同分异构体的数目有多种,任写出其中1种的结构简式____________。
①含有邻二取代苯环结构;
②F具有相同的官能团;
③不与FeCl3溶液发生显色反应。
[化学一选修3:物质结构与性质](15分)已知:硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N-CH2-COONa)即可得到配合物A。其结构如图:
(1)Cu元素基态原子的电子排布式为 ________________。
(2)配合物A中碳原子的轨道杂化类型为________________, 配合物A中不存在( )
A.极性键
B.非极性键
C.氢键
D.键
E.键
F.离子键
(3)lmol氨基乙酸钠(H2N-CH2-COONa)含有键的数目为_________。
(4)氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体且为负一价阴离子:________(写化学式)。
(5)已知:硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如图,则该化合物的化学式是________,铜离子的配位数是________。
(6)配合物A中元素C、H、N、O组成的化合物CH4和NO,在400~500°C和Pt做催化剂下,能转化成无毒无害的物质,利用该反应可以控制机动车尾气排放。该反应方程式为:________________。
[化学选修——2.化学与技术](15分)碳酸钠是一种重要的化学基本工业产品。比利时人索尔维发明了氨碱法生产碳酸钠,氨碱法生产原理示意图如下:
我国化工专家设计了联合制碱法,联合制碱法生产原理示意图如下:
请回答下列问题:
(1)从索尔维制碱法生产原理示意图可知,氨碱法的总反应方程式为 ______________。按照绿色化学原则,理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,实现废弃物的零排放。计算索尔维制碱法的原子利用率(原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比)______________。
(2)试列举出索尔维制碱法的两大缺点。
①______________;②_____________。
(3)设计联合制碱法的我国化工专家是______________;
(4)从联合制碱法生产原理示意图可知,原料III 中的CO2来自合成氨,指出步骤名称,并写产生CO2化学方程式。
步骤I:__________,化学方程式_________________,
步骤II:__________,化学方程式__________。
(14分)亚硫酸钠(Na2SO3)、漂白液(NaClO)和明矾[KAl(SO4)2∙12H2O]都是重要的化工产品,在日常生活和工业生产中都有广泛用途,且三者都可用在造纸业的不同生产工序中。
(1)NaClO做消毒液是它能与水反应产生一种强氧化性物质,写出该强氧化性物质的电子式_______。在工业上,用氯化钠为原料,在碱性溶液中,通过电解的方法可制得NaClO,用离子方程式表示制取NaClO的电解总反应:____________。将等浓度等体积的NaClO与Na2SO3溶液混合后,两者恰好完全反应,写出混合过程的离子反应方程式 ____________。
(2)将饱和NaClO和KAl(SO4)2溶液混合,置于一只带单孔橡皮塞的大试管中,产生大量的白色胶状沉淀。此时反应的离子方程为____________。再将大试管置于阳光下照射,不久试管液面上方有浅黄绿色气体产生,将气体通入NaOH溶液充分吸收后,还能收集到一种无色无味的气体。写出在阳光照射下,混合液中反应的化学方程式____________。
若将KAl(SO4)2溶液换成硫酸亚铁铵【(NH4)2SO4∙FeSO4】溶液后,再与NaClO溶液混合,观察到大试管中有红褐色沉淀产生,同时溶液里现黄色,但没有气体生成。此时试管中发生反应的离子方程式为______。
(3)取一定体积KAl(SO4)2溶液于试管中,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液, 直至产生沉淀的质量最大,写出此时的离子反应方程式____________。