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(1)在汽车尾气系统中装置催化转换器可减少NO和CO污染,反应为:2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g)在2L的密闭容器中,n(CO2)与温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的关系如图1所示.
①该反应△H
 
0(填“>”、“<”),平衡常数表达式为
 
;在T2温度下0~2s内的平均反应速率υ(N2)=
 
.
②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S2>S1,在图1中画出n(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
③该反应在恒温、恒容的密闭容器中进行,图2示正确且能说明反应t1时刻达到平衡状态的是
 
(填代号).(图中υ逆、K、n、P分别表示逆反应速率、平衡常数、物质的量、体系压强)
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.己知:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955kJ?mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.31kJ?mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.97kJ?mol-1
写出CH4(g)催化还原NO(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式:
 
.
考点:反应热和焓变,热化学方程式,化学平衡常数的含义,化学平衡状态的判断
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)①由图1可知升高温度,CO2减少,平衡逆移;根据方程式依据K的含义书写;根据CO2的变化量求出CO2的反应速率,再求出υ(N2);
②催化剂不改变平衡,只改变速率;
③反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,可由此进行判断;
(2)根据盖斯定律把已知方程式改写为目标方程式,再求出反应热,写出热化学方程式.
解答: 解:(1)①由图1可知升高温度,CO2减少,平衡逆移,说明逆方向为吸热方向,所以正方向为放热方向,即△<0;已知反应为:2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g),则平衡常数表达式为:K=
c2(CO2)?c(N2)
c2(NO)?c2(CO)
;已知CO2的变化量为0.1mol,则浓度变化为c=
n
V
=
0.1mol
2L
=0.05mol/L,则CO2的反应速率为
v(CO2)=
c
t
=
0.05mol/L
2s
=0.025mol/(L?s),所以υ(N2)=
1
2
v(CO2)=0.0125 mol/(L?s);
故答案为:<;K=
c2(CO2)?c(N2)
c2(NO)?c2(CO)
;0.0125 mol/(L?s);
②催化剂不改变平衡,只改变速率,所以若催化剂的表面积S2>S1,反应到达平衡的时间缩短,平衡不移动,其图象为:;

故答案为:;
③a、当逆反应速率与正反应速率相等时,属于平衡状态,此时速率保持不变,故a不选;
b、K只随温度的变化而变化,与是否达到平衡状态无关,故b不选;
c、当物质的物质的量不变即是平衡状态,故c选;
d、已知2NO(g)+2CO(g)?2CO2(g)+N2(g),该反应的总物质的量减小,所以压强减小,当压强不变即是平衡状态,故d选;
故答案为:cd;
(2)已知:①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955kJ?mol-1,
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.31kJ?mol-1,
③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.97kJ?mol-1,
根据盖斯定律:2×①+2×③-②得到CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)则△=(-955kJ?mol-1)×2+(-112.97kJ?mol-1)×2-(-890.31kJ?mol-1)=-1245.63 kJ/mol;所以CH4(g)催化还原NO(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式:CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-1245.63 kJ/mol;
故答案为:CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-1245.63 kJ/mol.
点评:本题考查了平衡移动的判断,反应速率的计算,催化剂对平衡的影响,盖斯定律的应用等,侧重于反应原理的应用的考查,题目难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,回答下列问题:
元素 有关信息
X 形成的单质是最轻的物质
Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍
Z 原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子
W 原子序数为29
(1)与X同一主族的第4周期元素F,F基态原子的电子排布式是:
 
;
(2)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是
 
.
(3)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为
 
,1mol Y2X2含有σ键的数目为
 
个.
(4)元素W原子的外围电子排布式为
 
.已知W2+可形成配位数为4的配合物,向盛有硫酸铜溶液的试管里加入过量氨水,得到蓝色溶液,写出该反应的离子方程式
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

X、Y、W、R、T是前17号元素中的5种,X、Y位于同主族,Y原子的最外层电子数与次外层电子数相等,R原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍,T无正价,W单质用于制造计算机芯片,下列说法不正确的是(  )
A、气态氢化物的稳定性:W<T
B、离子半径:X>R
C、最高价氧化物对应的水化物碱性:X>Y
D、Y单质能与冷水剧烈反应

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科目:高中化学 来源: 题型:

X、Y、Z三种短周期元素,其中X元素的原子序数大于Y,且X、Y的氧化物都是形成酸雨的主要物质.Z是地壳中含量最高的金属元素;而地壳中含量最高的非金属元素与X同主族、与Y同周期.
(1)实验室用H2XO4制取XO2气体的化学反应方程式为
 
.(请用具体元素符号表示化学式,下同)
(2)t℃时,0.1mol?L-1的NaHXO3溶液pH=6,该溶液中各离子浓度由大到小顺序排列为
 
.
(3)请写出Z的氧化物与烧碱溶液反应的离子方程式
 
.
(4)一定条件下,YO与YO2存在下列反应:YO(g)+YO2(g)?Y2O3(g),其平衡常数表达式为K=
 
.
(5)工业上用氧化YH3法制取YO,该反应的热化学方程式为:
4YH3(g)+5O2(g)═4YO(g)+6H2O(g)△H=-905.8kJ?mol-1;
已知Y2(g)+O2(g)═2YO(g)△H=+180kJ?mol-1,则YH3与氧气反应产生两种无污染物质的热化学式为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知:X、Y、Z、W都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大.X的简单阴离子最外层有2个电子,Y原子最外层电子数是内层电子数的两倍,Z的原子序数是Y的两倍,在元素周期表中W元素位于第11列.
回答下列问题:
(1)Z原子核外有
 
种不同运动状态的电子.
(2)X、Y、Z、W中,在周期表中位于p区的元素是
 
(填元素符号).
(3)W原子基态电子排布式为
 
.
(4)Z以及与Z左右相邻的两种元素,这三种元素第一电离能由大到小的顺序是
 
(填元素符号,用“>”表示).
(5)Y2X4分子中,Y原子采取
 
杂化,推算Y2X4分子中σ键与π键数目之比为
 
.
(6)据报道,由Y、Z、W三种元素形成的一种晶体具有超导性,其晶体结构如图.晶体中与每个W原子距离最近的Y原子有
 
个.
(7)直接蒸干WCl2溶液得不到WCl2晶体,而是得到黑色固体,请你结合化学用语给出简要解释
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族. M元素与X同主族,与W同周期.
(1)M元素是
 
(填元素符号).
(2)Z、W形成的气态氢物的稳定性为
 
>
 
.(填化学式)
(3)写出M2Z2的电子式
 
,写出M2Z2与水反应的离子方程式
 
.
(4)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的-种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为
 
.
(5)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A,已知①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体.②A能与盐酸反应产生气体B,该气体能与氯水反应.则A是
 
(填化学式).写出该气体B与氯水反应的离子方程式
 
.
(6)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C,1mol C中含有6mol结晶水.对化合物C进行下实验:
a.取C的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体.过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色;
b.另取C的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解
①写出C的化学式为
 
.
②试写出C与M2Z2按物质的量比1:2在溶液中反应的化学方程式
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

短周期元素A、B、C、D在周期表中的相对位置如表所示:
AB
CD
已知B元素原子的外围电子排布为nsnnp(n+1),回答下列问题:
(1)含A的化合物甲醇(CH3-OH)的沸点比甲醛HCHO高,其原因是
 
;
(2)单质B的结构式是
 
;
(3)表中,最高价氧化物的水化物碱性最强的碱是
 
(填化学式),B最高价氧化物的水化物与其氢化物形成的物质中,存在的相互作用是
 
(多选,填序号)
A.金属键 B.离子键 C.极性键 D.非极性键 E.配位键 F.范德华力 G.氢键
(4)D原子外围电子的轨道表示式
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列关系正确的是(  )
A、熔点:戊烷>2,2一二甲基丙烷>2一甲基丁烷
B、氢的质量分数:苯>乙烯>甲烷
C、密度:CCl4>H2O>
D、等物质的量物质燃烧耗O2量:己烷>苯>苯甲酸

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