专题2《化学反应速率与化学平衡》单元检测题
一、单选题
1.在容积固定的2 L密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=a kJ·mol-1,若充入2 mol CO(g)和4 mol H2(g),在不同温度、不同时段下H2的转化率如下表:(已知a1≠a2)
15分钟 30分钟 45分钟 1小时
T1 45% 75% 85% 85%
T2 40% 60% a1 a2
下列说法中错误的是A.T1℃下,45分钟该反应达到平衡状态
B.根据数据判断:T1C.T2℃下,在前30分钟内用CO表示的化学反应速率为1.20 mol/(L·h)
D.该反应的△H>0
2.乙烯气相直接水合反应制备乙醇:。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图【起始时,,容器体积为2L】。下列分析正确的是
A.乙烯气相直接水合反应的
B.图中压强的大小关系为
C.图中a点对应的平衡常数
D.达到平衡状态a、b所需要的时间:
3.下列叙述正确的是
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②光能和化学能都能转化成电能
③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化
④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解原理有可能实现
A.①③④ B.③④ C.②③④ D.④
4.分子在催化剂的作用下发生的一系列转化如图所示。下列叙述正确的是
A.催化剂的表面有极性键的断裂和非极性键的形成
B.催化剂能提高该反应的平衡转化率
C.催化剂、增大了该历程中的最大能垒(活化能)
D.催化剂表面发生的反应为
5.下列实验操作能达到实验目的或得出相应结论的是
实验操作 目的或结论
A 将少量片放入溶液中 证明的金属性比强
B 将点燃的镁条置于盛有集气瓶中,瓶内壁有黑色固体生成 镁的还原性比碳强
C 向溶液(含少量杂质),加入适量氯水,再加萃取分液 除去溶液中的
D 向溶液中加入5滴同浓度的溶液,再加入几滴溶液,溶液显血红色 与的反应是可逆反应
A.A B.B C.C D.D
6.如图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时,反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A.a与b相比,b的活化能更高
B.反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量
C.a与b相比,a中的活化分子的百分比更高
D.a与b相比,a对应的反应速率更快
7.可逆反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)的关系如图,则下列说法正确的是
A. 放热反应 B. 吸热反应 C. 吸热反应 D. 放热反应
8.反应Ⅰ:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1;反应Ⅱ:HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值
A.K1=K2 B.K1=K2 C.K1=2K2 D.K1=
9.3.25 g锌与100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸反应,为了加快反应速率而不改变H2的产量,可采取的措施是
A.滴加几滴浓盐酸 B.滴加几滴浓硝酸
C.滴加几滴硫酸铜溶液 D.加入少量锌粒
10.日常生活中的下列做法,与调控化学反应速率无关的是
A.燃煤时将煤块粉碎为煤粉
B.制作绿豆糕时添加适量的食品防腐剂
C.空运水果时在包装箱中放入冰袋
D.炼铁时采用增加炉子高度的方法减少尾气排放
11.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s) NH3(g)+HI(g);②2HI(g) H2(g)+I2(g)。反应达到平衡时,c(H2)=2 mol/L,c(HI)=4 mol/L,则此温度下反应①的平衡常数是
A.36 B.32 C.16 D.24
12.在体积为的恒容密闭容器中发生反应,图1表示时容器中、、物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下平衡时的体积分数随起始的变化关系。则下列结论正确的是
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率
B.由图2可知反应,正反应吸热且
C.若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入和,此时
D.时,向空容器中充入和,达到平衡时的体积分数小于0.5
二、填空题
13.氧化剂在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以分解为例,探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 温度(℃) 反应物 催化剂
① 20 253%溶液 无
② 20 255%溶液 无
③ 20 255%溶液 0.1g
④ 20 255%溶液 1~2滴1溶液
⑤ 30 255%溶液 0.1g
(1)实验①和②的目的是___________。同学甲在进行实验①和②时并没有观察到明显现象。资料显示,通常条件下过氧化氢稳定,不易分解。为了达到实验目的,可采取的改进方法是___________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是___________,___________;
(3)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析,以生成20气体为准,其他影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___________。
(4)向某体积固定的密闭容器中加入0.6A、0.2C和一定量(未知)的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答:
①写出反应的化学方程式:___________;
②若,则内反应速率___________,A的转化率为___________;
③B的起始的物质的量是___________;平衡时体系内的压强为初始状态的___________倍。
14.用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式 _______。
(2)在2 L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
实验编号 温度/℃ 起始时NO的物质的量/mol 平衡时N2的物质的量/mol
1 700 0.40 0.09
2 800 0.24 0.08
结合表中数据,判断该反应的ΔH_______0(填“>”或“<”),理由是_______。
(3)700℃时,若向2 L体积恒定的密闭容器中充入一定量和发生反应:N2(g)+CO2(g) C(s)+2NO(g);其中、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。
①内的平均反应速率v=_______。
②图中A点v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③第时,外界改变的条件可能是_______。
A.加催化剂 B.增大碳的物质的量 C.减小的物质的量 D.升温 E.降温
15.图Ⅰ、Ⅱ依次表示在酶浓度一定时,反应速率与反应物浓度、温度的关系。请据图回答下列问题:
(1)图Ⅰ中,反应物达到某一浓度时,反应速率不再上升,其原因是___________。
(2)图Ⅱ中,催化效率最高的温度为___________(填“”或“”)点所对应的温度。
(3)图Ⅱ中,点到点曲线急剧下降,其原因是___________。
(4)将装有酶、足量反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃的水浴锅内,后取出,转入25℃的水浴锅中保温,试管中反应速率加快的为___________(填“甲”或“乙”)。
16.硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。回答下列问题:
(1)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa,550℃时的______,判断的依据是______。影响的因素有______。
(2)将组成(物质的量分数)为、和的气体通入反应器,在温度、压强条件下进行反应。平衡时,若转化率为,则压强为______,平衡常数______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)研究表明,催化氧化的反应速率方程为:,式中:为反应速率常数,随温度升高而增大;为平衡转化率,为某时刻转化率,为常数。在时,将一系列温度下的、值代入上述速率方程,得到曲线,如图所示。
曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。时,逐渐提高;后,逐渐下降。原因是______。
三、计算题
17.恒容容器中发生可逆反应:,请回答下列问题。
(1)该反应平衡常数的表达式_____________。
(2)在某温度下,起始时、,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为______________。
(3)若保持温度不变,起始时、,达到平衡后,则______________。
(4)若保持温度不变,起始时,达到平衡后,M的转化率为______________。
18.汽车尾气中主要污染物是NOx和CO,它们是现代化城市中的重要大气污染物。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO,其能量变化如图1所示,则图1中三种分子最稳定的是___________,图1中对应反应的热化学方程式为___________。
(2)N2O和CO均是有害气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理如下:CO(g)+N2O(g)N2(g)+CO2(g) △H。有关化学反应的能量变化过程如图2所示。
①图2中反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应,该反应的活化能为___________,该反应的△H=___________。
②加入Pt2O+作为该反应的催化剂,则Ea___________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),△H___________。
(3)利用NH3还原法可将NOx,还原为N2进行脱除。已知:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-2070 kJ mol-1,若有0.5molNO被还原,放出的热量为___________。
四、工业流程题
19.碲(Te)广泛用于太阳能、电子、医药等领域,对碲的综合回收利用尤为重要。工业上,从含碲化亚铜的废渣(主要成分Cu2Te,还有少量的Ag、Cu)中提取碲的流程如图:
回答下列问题:
(1)写出碲元素在元素周期表中的位置_______。
(2)“酸浸”过程中生成TeOSO4的离子方程式为_______。
(3)已知:Ksp(Ag2SO4)=7.70×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。向含Ag2SO4滤渣中加入浓盐酸,Ag2SO4能否充分转化为AgCl,通过计算说明______
(4)电解除铜时,铜、碲沉淀的关系如表。
电解时间(min) 铜沉淀率 碲沉淀率
10 25% 0.1%
20 40% 0.2%
30 62% 0.4%
40 65% 2.0%
①电解初始阶段阴极的电极反应式是_______。
②最佳电解时间为30min,原因是_______。
(5)向“滤液II”中通入SO2反应一段时间后,Te(IV)的浓度从6.0g/L下降到0.24g/L,写出TeOSO4生成Te的化学方程式_______,其中Te元素的回收率为_______(忽略溶液体积变化,结果用百分数表示,保留二位有效数字)。
(6)整个过程中可循环利用的物质为_______(填化学式)。
20.粉煤灰是燃煤产生的重要污染物,主要成分有、、和等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染,还能获得纳米等重要物质。
已知:
ⅰ.伯胺能与反应的方程式如下,产物易溶于煤油:。
ⅱ.在水溶液中易与反应:。
(1)写出过程Ⅰ中发生反应的离子方程式:_________。
(2)过程Ⅱ加入过量的作用是_________。
(3)过程Ⅱ加入伯胺-煤油对浸取液进行分离,该操作的名称是_________。
(4)从化学平衡角度解释过程Ⅲ利用NaCl溶液进行反萃取的原理:_________。
(5)具有碱性,可与结合生成。过程Ⅳ中先用过量的将水层2中转化为并生成,反应的离子方程式为_________,得到的再被氧化为FeOOH。
(6)纳米在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。该电解装置如图所示。
已知熔融为电解液,在阴极发生电极反应生成中间体Fe。用化学用语表示在阴极催化生成的反应过程。
第一步:_________;
第二步:_________。
参考答案:
1.B
【解析】根据平衡的定义,当物质的浓度保持不变时达到的状态即为平衡状态进行判断平衡点,根据转换率可表示单位时间内转换的快慢可以判断反应速率。根据速率公式进行计算速率。
【解析】A.T1℃下,45分钟到1小时氢气的转化率不变,故可判断达到平衡,故A正确;B.根据a1≠a2判断T2时达到平衡的时间在45分钟后,T2比T1的反应慢,故温度低,B不正确;
C.T2℃下,在前30分钟内氢气的转化率为60%,则转换了的氢气的物质的量为:4 mol ×60%=2.4mol,则转换的一氧化碳根据方程式计算得:1.2mol,根据速率公式得:,故C正确;
D.根据温度T2到T1的转化率降低,说明平衡相对向逆移,而温度降低,故逆反应为放热,正反应时吸热反应,故D正确;
故选答案B。
【点睛】注意反应是吸热还是放热,根据温度对平衡的影响进行判断,升高温度平衡向吸热方向移动。
2.C
【解析】A.压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则△H<0,A错误;
B.温度相同时,增大压强平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知压强p1<p2<p3,B错误;
C.a点乙烯转化率为20%,则消耗的n(C2H4)=1 mol×20%=0.2 mol,对于可逆反应可列三段式:,有化学平衡常数,C正确;
D.温度越高、压强越大反应速率越快,反应达到平衡时间越短,压强:p2<p3,温度:a点<b点,则达到平衡时间:a>b,D错误;
故答案选C。
3.C
【解析】①电解池是在直流电的作用下,发生氧化还原反应,所以是将电能转化为化学能的装置,①不正确;
②太阳能电池将光能转化成电能,蓄电池将化学能转化成电能,②正确;
③金属和石墨导电均为电子导电,属于物理变化,电解质溶液导电同时伴随着氧化还原反应的发生,是化学变化,③正确;
④不能自发进行的氧化还原反应,即便其ΔS<0、△H>0,通过电解原理也有可能让反应发生,④正确;
综合以上分析,②③④正确,故选C。
4.D
【解析】A.催化剂的表面有非极性键的断裂和极性键的形成,选项A错误;
B.催化剂不能提高该反应的平衡转化率,选项B错误;
C.催化剂、减少了该历程中的最大能垒(活化能),选项C错误;
D.根据图中信息可知,催化剂表面发生的反应为,实现了氨的催化氧化,选项D正确;
答案选D。
5.B
【解析】A.将少量片放入溶液中,发生反应,没有铁被置换出来,不能证明的金属性比强,故不选A;
B.将点燃的镁条置于盛有集气瓶中,发生反应,镁是还原剂、C是还原产物,证明镁的还原性比碳强,故选B;
C.Fe2+还原性大于Br-,氯气先氧化Fe2+,向溶液(含少量杂质)中加入适量氯水,不能除去溶液中的,故不选C;
D.向溶液中加入5滴同浓度的溶液,过量,再加入几滴溶液,溶液显血红色,不能证明与的反应是可逆反应,故不选D;
选B。
6.B
【解析】A.a与b相比,a的活化能更高,故A错误;
B.正反应放热,反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量,故B正确;
C.a与b相比,b活化能小,b中的活化分子的百分比更高,故C错误;
D.a与b相比,b活化能越小,b对应的反应速率更快,故D错误;
选B。
7.D
【解析】温度升高反应速率加快,T2先达到平衡,可知T1< T2,由图可知升高温度,C的质量分数减小,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,故选D。
8.D
【解析】反应Ⅰ:H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数 ,反应Ⅱ:HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数,对比两者表达式可得出,即K1=,故选D。
9.A
【解析】A.3.25 g Zn的物质的量n(Zn)=,100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸中溶质的物质的量n(H2SO4)=1 mol/L×0.1 L=0.1 mol,根据方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知:二者反应的物质的量的比是1:1,故硫酸过量,反应放出H2要以不足量的Zn为标准计算。滴加几滴浓盐酸,增加了溶液中c(H+),反应速率加快,A符合题意;
B.硝酸具有强氧化性,与Zn反应不能产生氢气,B不符合题意;
C.Zn与CuSO4发生置换反应产生Cu和ZnSO4,Zn、Cu及硫酸构成原电池,使反应速率加快;但由于Zn消耗,导致反应产生H2的量减少,C不符合题意;
D.加入少量的Zn,由于Zn是固体,浓度不变,因此反应速率不变,但由于不足量的Zn的量增加,以Zn为标准反应产生的H2的量增多,D不符合题意;
故合理选项是A。
10.D
【解析】A.煤块粉碎为煤粉,增大接触面积,可以加快反应速率,故A不选;
B.在食品中添加防腐剂,可以减慢反应速率,故B不选;
C.冰袋可以降低温度,减慢反应速率,故C不选;
D.提高炼铁高炉的高度不能改变平衡状态,因此不能减少尾气中CO的浓度,也不能改变反应速率,故D选.
故选D。
11.B
【解析】反应达到平衡时,c(H2)=2mol·L-1,说明消耗HI浓度为4mol·L-1,则生成HI总物质的量浓度为(4+4)mol·L-1=8mol·L-1,即c(NH3)=8mol/l,根据化学平衡常数的定义,①的反应平衡常数K=c(NH3)×c(HI)=8×4=32,故选项B正确。
12.D
【解析】图甲可知,时平衡时,A的物质的量变化量为,B的物质的量变化量为0.4 mol -0.2 mol =,C的物质的量变化量为0.2mol,各物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应方程式为:2A(g)+B(g)C(g)。可计算平衡常数K==25。
【解析】A.由图甲可知,时5min达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为,故 ,选项A错误;
B.在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,A、B的起始物质的量之比:,即a=2。由图乙可知,:一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为吸热反应,即,选项B错误;
C.恒温恒容条件下,再向体系中充入0.2 mol B和0.2 mol C,由于B和C的化学计量数相等,所以Qc=K,平衡不移动,故,选项C错误;
D.由图Ⅰ可知,时平衡时,A、B、C的物质的量变化量分别为、、,物质的量之比等于化学计量数之比,故x:y::::1:1,平衡时A 的体积分数为,时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动,故达到平衡时,A 的体积分数小于,选项D正确。
答案选D。
13. 探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂(或升高相同温度) 升高温度,反应速率加快 对过氧化氢分解的催化效果更好 产生20气体所需的时间 0.006 60% 0.08 1
【解析】(1)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;同学甲在进行实验时并没有观察到明显现象。资料显示,通常条件下过氧化氢稳定,不易分解。为了便于比较,需要加快反应速率,可以向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中,升高相同温度),故答案为:探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中,升高相同温度);
(2)由图可知,③、⑤中⑤的反应速率大,说明升高温度,反应速率加快;③、④中④的反应速率小,说明MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好,故答案为:升高温度,反应速率加快;MnO2对过氧化氢分解的催化效果更好;
(3)反应是通过反应速率分析的,根据,所以实验中需要测量的数据是时间(或收集一定体积的气体所需要的时间),故答案为:产生20mL气体所需的时间;
(4)①由图可知,A、B的物质的量减小,C的物质的量增加,且t1时物质的量不变,说明该反应为可逆反应,A、C的物质的量的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2,反应过程中混合气体的平均相对分子质量不变,则反应为3A B+2C,故答案为:3A B+2C;
②若t1=10时,则内以C物质浓度变化表示的反应速率;t1时,A的转化率为,故答案为:0.006;60%;
③由A和C的变化量之比为(0.15-0.06)∶(0.11-0.05)=3∶2,可以推出B的变化量为0.03mol/L,容器的体积为4L,所以B起始的物质的量是(0.05-0.03)×4mol=0.08mol;根据阿伏加德罗定律可知,在同温同体积条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,也等于其分子数之比。由于反应前后气体的分子数保持不变,所以平衡时体系内的压强保持不变,为初始状态的1倍,故答案为:0.08mol;1。
14.(1)K=
(2) > 700℃时,K=0.167,800℃时,K=1,温度升高,K值增大,故为吸热反应
(3) 0.01mol/(L·min) > AD
【解析】(1)
平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积,表达式为:;
(2)
①依据实验1和实验2起始时和达到平衡时的数据,列三段式有:
实验1:
实验2:
则,,时,,时,,温度升高,K值增大,故为吸热反应;;
(3)
①由图可知内的物质的变化为,由方程式 可知,的物质的量变化为,所以平均反应速率;
②由图可知A点反应向正反应方向进行,所以正逆;
③由图可知第后,反应速率增大,
A.加催化剂,加快反应速率,故A正确;
B.C为固体,增大C的量对反应速率没有影响,故B错误;
C.减小的物质的量,则的浓度减小,反应速率减小,故C错误;
D.升温,使反应速率加快,故D正确;
E.降温,使反应速率减小,故E错误;
故答案为:AD。
15. 酶的浓度一定 A 温度过高,酶的活性下降 甲
【解析】(1)由图Ⅰ分析,反应物浓度增大到一定限度,反应速率不再上升,说明决定化学反应速率的主要因素是酶的浓度,故答案为:酶的浓度一定;
(2)由图Ⅱ分析,点的反应速率最快,催化效率最高,故答案为:A;
(3)点到点曲线急剧下降是由于温度升高,酶的活性急速下降,故答案为:温度过高,酶的活性下降;
(4)由图Ⅱ可知,0~25℃范围内,温度越高,反应速率越快,所以甲试管转入25℃的水浴中加热时反应速率加快;乙试管在75℃的水浴中加热时,酶已经失活,故乙中无催化反应发生,故答案为:甲。
16. 0.975 该反应气体分子数减少,增大压强,提高 ,所以 温度、压强和反应物的起始浓度(组成) 升高温度,增大使逐渐提高,但降低使逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低;后,增大对的提高小于引起的降低。
【解析】(1)由题给反应式知,该反应为气体分子数减少的反应,其他条件一定时,增大压强,平衡转化率增大,故,结合题图(b)知5.0 MPa、550℃时对应的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有:温度、压强、反应物的起始浓度等。
(2)设通入的、和共100 mol,利用三段式法进行计算:
平衡时气体的总物质的量为,则,,,因,,代入计算得。
(3)升高温度,反应速率常数增大,反应速率,提高但降低使反应速率逐渐下降。时,增大对的提高大于引起的降低后,增大对的提高小于引起的降低。
17. 25% 6 41%
【解析】利用化学平衡公式列表达式,并根据公式寻找各物质的物质的量浓度进行计算,再根据该温度平衡常数不变进行分析计算。
【解析】(1)R是固体,不能列入平衡常数的表达式中,因此平衡常数;故答案为:。
(2)M的转化率为60%时,M和N的浓度变化量均为,此时N的转化率为;故答案为:25%。
(3)温度不变时,M和N的浓度变化量均为,则平衡时,M的浓度为,N的浓度为,P和Q的浓度均为,因此该温度下反应的平衡常数,根据信息得到M和N的浓度改变量均为,则平衡时M的浓度为,N的浓度为,P和Q的浓度均为,反应的平衡常数不变,故,解得;故答案为:6。
(4)设M的转化率为x,则M和N的浓度变化量均为,平衡时M、N的浓度为,P和Q的浓度均为,则,解得;故答案为:41%。
【点睛】化学平衡计算是常考题型,主要是根据该温度下这个关键词,说明平衡常数不变,根据平衡常数建立其他关系进行计算。
18.(1) N2 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
(2) 放热 134kJ·mol-1 -226kJ·mol-1 减小 不变
(3)172.5kJ
【解析】(1)从图中可以看出,N2的键能为946 kJ·mol-1、O2的键能为498 kJ·mol-1、NO的键能为632 kJ·mol-1,则图1中三种分子最稳定的是N2,图1中对应反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=(946+498-2×632) kJ·mol-1=+180kJ·mol-1。答案为:N2;N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1;
(2)①图2中,反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应是放热反应,该反应的活化能为134kJ·mol-1,该反应的△H=(134-360) kJ·mol-1=-226kJ·mol-1。
②加入Pt2O+作为该反应的催化剂,反应的活化能减小,即Ea减小;但反应物和生成物的总能量不变,所以△H不变。答案为:放热;134kJ·mol-1;-226kJ·mol-1;减小;不变;
(3)已知:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-2070 kJ mol-1,若有0.5molNO被还原,放出的热量为=172.5kJ。答案为:172.5kJ。
19.(1)第五周期第VIA族
(2)Cu2Te+2O2+6H+=2Cu2++TeO2++3H2O
(3)Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+ (aq),K=2.38×1015>105,故反应进行充分
(4) Cu2++2e-=Cu 电解时间小于30min,铜元素的沉淀率太低,去除率不够:大于30min,铜元素的沉淀率提升不明显,反而使碲元素有所损失
(5) TeOSO4+2SO2+3H2O=Te+3H2SO4 96%
(6)H2SO4
【解析】碲化亚铜的废渣(主要成分Cu2Te,还有少量的Ag、Cu),第一步通入氧气、加入硫酸后会将铜转化为铜离子、银转化为硫酸银、Te转化为TeO2-离子,根据第二步过滤除去了硫酸银沉淀后得到含碲元素的溶液,第三步通过电解除去铜,第四步加入二氧化硫后将TeO2-离子还原为碲单质;
(1)
碲元素在元素周期表中的位置是第五周期VIA族,故答案为第五周期第VIA族;
(2)
根据加入酸是硫酸、通入氧气后将碲化亚铜氧化,利用原子、电子守恒配平得离子方程式为Cu2Te+2O2+6H+=2Cu2++TeO2++3H2O;故答案为:Cu2Te+2O2+6H+=2Cu2++TeO2++3H2O;
(3)
向含Ag2SO4滤渣中加入浓盐酸,根据沉淀转化平衡Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+ (aq)解平衡常数
>105,故反应充分;故答案为:Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+ (aq)K=2.38×1015>105,故反应进行充分;
(4)
电解初始阶段阴极的电极反应:Cu2++2e-=Cu;故答案为:Cu2++2e-=Cu;电解时间小于30min,铜元素的沉淀率太低,去除率不够:大于30min,铜元素的沉淀率提升不明显,反而使碲元素有所损失;
(5)
通入二氧化硫将TeOSO4转化为Te,根据化合价升降守恒、原子守恒配平得:TeOSO4+2SO2+3H2O=Te+3H2SO4;故答案为:TeOSO4+2SO2+3H2O=Te+3H2SO4;假设溶液体积为1L,则TeOSO4的物质的质量为5.0×1=5g,根据浓度下降为5.0-0.2=4.8g/L说明反应了的TeOSO4的物质的质量为4.8×1=4.8g,故回收率为:,故答案为96%;
(6)
根据流程中在通入二氧化硫后又产生了硫酸判断,整个过程中可循环利用的物质为硫酸;故答案为H2SO4。
20.(1)
(2)将二价铁转化为三价铁
(3)萃取分液
(4)在水溶液中易与反应:,过程Ⅲ加入NaCl溶液,氯离子浓度增大,导致平衡正向移动,铁离子由有机层进入水层
(5)
(6)
【解析】粉煤灰加入硫酸酸溶后浸取液加入过氧化氢将二价铁转化为三价铁,加入伯胺-煤油对浸取液进行分离得到水层和含有铁的有机层加入加入NaCl溶液反萃取得到铁离子,加入肼、氧气得到FeOOH沉淀,煅烧得到纳米;
【解析】(1)过程Ⅰ中和硫酸生成硫酸铁和水,;
(2)已知:伯胺能与反应的方程式如下,产物易溶于煤油:。过程Ⅱ加入过量的作用是将二价铁转化为三价铁,利于铁的萃取分离;
(3)过程Ⅱ加入伯胺-煤油对浸取液进行分离得到水层和有机层,该操作的名称是萃取分液;
(4)已知:在水溶液中易与反应:,过程Ⅲ加入NaCl溶液,氯离子浓度增大,导致平衡正向移动,铁离子由有机层进入水层;
(5)水层2中以存在,过量的将水层2中转化为并生成,反应的离子方程式为;
(6)在阴极催化生成的反应过程分为2步。在阴极发生得到电子发生还原反应生成中间体Fe,;铁与进入的氮气发生反应生成氨气,。