(4)汽车排气管装有的三元催化装置,可以消除CO、NO等的污染,反应机理如下 I: NO+Pt(s)=NO(*) [Pt(s)表示催化剂,NO(*)表示吸附态NO,下同] Ⅱ:CO+Pt(s)=CO(*) III:NO(*)=N(*)+O(*) IV:CO(*)+O(*)=CO2+2Pt(s) V:N(*)+N(*)=N2+2 Pt(s) VI:NO(*)+N(*)=N2O+2 Pt(s)
尾气中反应物及生成物浓度随温度的变化关系如图。
①330℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是__________________________。
②反应V的活化能_____反应VI的活化能(填“<”、“>”或“=”),理由是_________________。 【答案】-112 BD 1.14 降低温度,由于反应放热,所以平衡向正反应方向移动,容器中气体分子数减少,总压强也减小;若温度降低,体积不变,根据阿伏加德罗定律,总压强减小 CO+2NO就小 【解析】 【分析】
(1)根据盖斯定律解答即可;(2)根据影响化学反应速率因素和化学平衡的条件进行判断反应的问题;(3)运用三段式和Kp的含义计算;(4)根据反应的机理和图像分析。 【详解】
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应: ① N2(g)+ O2(g)
2NO(g) △H=+181 kJ·mol ② N2(g)+ 2O2(g)
-1
CO2+N2O > 生成N2O的选择性高,说明反应VI的化学反应速率大,该反应的活化能
2NO2(g) △H=+68 kJ·mol,运用
-1
盖斯定律将②-①得,2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)?H=+68 kJ·mol-1-181 kJ·mol-1=-112 kJ·mol-1;答案:-112。
(2) A项,对于反应2NO(g)+ O2(g)
2NO2(g)的反应历程如下:第一步:2NO(g)
N2O2(g)(快速
平衡);第二步:N2O2(g)+ O2(g) 2NO2(g)(慢反应),决定总反应速率的是第二步,故A错误;B项,
υ逆=k1逆·c(N2O2),因为υ正=k1正·c2(NO),同一温度下达到平衡时υ正=υ逆,即k1正/k1逆= c(N2O2)/ c2(NO)=
反应的平衡常数,k1正/k1逆越大,反应正向程度越大,故B正确;C项,化学反应速率快慢,与转化率没有关系,故C错误;D项,化学反应的活化能越高,活化分子数目越越少,有效碰撞次数越少,化学反应速率越慢,所以第二步比第一步反应的活化能高,故D正确;答案:BD。
(3)向11L密闭容器中分別充入1.1 mol NO2和1.2 mol CO,反应11min达到平衡,体系内圧強由75kPa减少到68.75kPa,则反应该中转化N2的浓度为xmol/L 2NO2(g)+ 4CO(g)
4CO2(g) + N2(g)
幵始(mo/L) 1.11 1.12 1 O 变化(mo/L) 2x 4x 4x x 平衡(mol/L)1.11-2x 1.12-4x 4x x
根据压强比就等于物质的量之比:75kPa/68.75kPa=(1.11+1.12)/(1.11-2x+1.12-4x+4x+x),解得x=1.1125;
Kp=[(68.751.11/1.1275)468.75×1.1125/1.1275]/[(68.75×1.115/1.1275)2×(68.75×1.11/1.1275)4]=1.14;因为该反应为放热反应,所以降低温度平衡正向移动,气体的总物质的量减小,压强减小;若温度降低,体积不变,根据阿伏加德罗定律,总压强减小。答案:1.14;降低温度,由于反应放热,所以平衡向正反应方向移动,容器中气体分子数减少,总压强也减小;若温度降低,体积不变,根据阿伏加德罗定律,总压强减小。
(4)①由图可知331℃以下的低温区中CO2、N2O含量较高,故发生的主要反应的化学方程式是CO+2NO
CO2+N2O;答案:CO+2NO
CO2+N2O。
②低温区N2O选择性高于N2 ,由此可推断出: V反应的活化能 > VI反应的活化能,理由是反应的活化能小,化学反应速率大,选择性高;答案:> ;生成N2O的选择性高,说明反应VI的化学反应速率大,该反应的活化能就小。 【点睛】
本題考査了盖斯定律、化学反应速率和化学平衡的有关知识。反应热与反应途径无关,対于有多步反应的化学反应,反应的快慢由慢反应决定,可根据化学平衡常数与速率常数关系,判断反应迸行的程度。
2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.已知:CH3Cl为 CH4的一氯代物,的一氯代物有
A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种
2.W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素,最外层电子数之和为20。W与Y元素同主族,且形成的化合物可用于工业的杀菌与消毒。下列说法正确的是 A.W与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物 B.Y的氧化物对应的水化物均为强酸 C.Z的氢化物为离子化合物
D.X和Y形成的化合物的水溶液呈中性
3.25℃时,向10mL0.1mol·L-1一元弱碱XOH溶液中逐滴滴加0.1mol·L-1的HCl溶液,溶液的
c(H+)]变化如图所示(溶液混合时体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 AG[AG?lg-c(OH)
A.若a=-8,则Kb(XOH)≈10-5
B.M点表示盐酸和XOH恰好完全反应 C.R点溶液中可能存在c(X+)+c(XOH)=c(Cl-) D.M点到N点,水的电离程度先增大后减小
4.中学常见物质A、B、C、D存在下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列物质中符合转化关系
DD的A的个数为A???B???C,①Cl2 ②S ③Fe ④NH3 ⑤AlCl3 ⑥Na2CO3
A.3 B.4 C.5 D.6
5.已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度,且原子间以单键结合。下列有关C3N4晶体的说法中正确的是( )
A.C3N4晶体是分子晶体
B.C3N4晶体中C—N键的键长比金刚石中的C—C键的键长长 C.C3N4晶体中C、N原子个数之比为4∶3 D.C3N4晶体中粒子间通过共价键相结合 6.下列属于电解质的是( ) A.酒精
B.食盐水
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