2024鲁教版高中化学必修第二册同步练习题--微项目 研究车用燃料及安全气囊（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024鲁教版高中化学必修第二册同步练习题--微项目 研究车用燃料及安全气囊（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-22 09:42:25 | ||
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文档简介
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2024鲁教版高中化学必修第二册同步
微项目 研究车用燃料及安全气囊
基础过关练
1.(2022福建福州一中期中)下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②③④
2.(2023山东枣庄八中高一月考)汽车安全气囊内的气体发生剂主要是叠氮化钠(NaN3)、Fe2O3等物质。下列说法错误的是( )
A.强烈碰撞时,NaN3分解产生N2和Na的化学方程式是2NaN3 2Na+3N2↑
B.叠氮化钠中含有离子键和共价键
C.N2的电子式为··N N··
D.Fe2O3中O元素位于周期表ⅥA族、Fe元素位于ⅦB族
3.在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物
B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D.催化转化总反应方程式为2NO+O2+4CO 4CO2+N2
4.(2023山东日照高一期中校际联考)三元催化器是重要的汽车尾气净化装置,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.Pd、Rh、Pt能加快反应速率
B.三元催化器的使用可以减少光化学烟雾的产生
C.催化转化反应中,NOx、CO、碳氢化合物均作还原剂
D.该催化转化器中可能发生反应2NO+2CO N2+2CO2
5.(2022河南焦作期中)通过系统中的催化转化器可有效减少汽车尾气中的CO、NO等向大气排放。在催化转化器中发生的反应有2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g),该反应为放热反应。下列有关叙述正确的是( )
A.汽车尾气中的CO和NO均来自汽油的不完全燃烧
B.因为正反应为放热反应,升高温度时,正反应速率加快,逆反应速率减小
C.使用合适的催化剂,可以使CO和NO完全转化,从而达到尾气的无毒排放
D.相同条件下,2 mol CO(g)和2 mol NO(g)的总能量高于2 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量
6.(2022浙江宁波六校联盟期中联考)汽车尾气中含有CO、NO等有害气体,两者在密闭容器中能发生反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。为了验证温度对化学反应速率的影响,某同学设计了两组实验,如表所示,280 ℃的情况下,反应5 min后NO的浓度为8×10-4 mol/L。下列说法不正确的是( )
实验编号 Ⅰ Ⅱ
温度/℃ 280 350
NO的初始浓度/(mol/L) 1.2×10-3 a
CO的初始浓度/(mol/L) 5.80×10-3 5.80×10-3
催化剂的比表面积/(m2/g) 82 82
A.表中a为1.2 ×10-3
B.280 ℃时,前5 min内,用N2表示的平均反应速率为4×10-5 mol/(L·min)
C.若2v逆(NO)=v正(N2),说明反应已达到平衡状态
D.280 ℃时,5 min 时NO的转化率为33.3%
7.(2022福建三明一中段考)如图为汽车尾气处理系统中的三元催化器,NO和CO在催化剂作用下生成无污染物质的化学方程式为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。
某课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下实验(实验①作为参照)。
实验编号 ① ② ③
温度/℃ 280 280 360
NO初始浓度/ (mol·L -1) 6.50×10-3 6.50×10-3 6.50×10-3
CO初始浓度/ (mol·L -1) 4.00×10-3 4.00×10-3 4.00×10-3
同种催化剂的 比表面积/ (m2·g-1) 80 120 80
c(CO)不变时所 用的时间/min t 0.5t 0.2t
(1)实验②的目的为 。
(2)课题中探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是 。
8.汽车的安全气囊内一般充入的是叠氮化钠(NaN3)、硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钾(KNO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生反应,产生大量气体,充满气囊,从而保护驾驶员和乘客的安全。
请回答下列问题:
(1)下列判断正确的是 。
A.道路起雾与H2O分子的化学键断裂有关
B.NH4NO3、KNO3中含有化学键的类型相同
C.NaN3不会和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应
D.NaN3、NH4NO3固体在储存和使用时都必须格外小心,以免发生爆炸
(2)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示:
①叠氮化钠的爆炸属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
②若爆炸过程中有30 mol非极性键形成(一对共用电子对应一个化学键),则反应放出的热量为 kJ(用含a、b的代数式表示),消耗叠氮化钠的质量为 g。
(3)若安全气囊内充的是叠氮化钠和硝酸钾,撞击时发生的反应是10NaN3+2KNO3 K2O+5Na2O+16N2↑。若该反应的氧化产物比还原产物多1.4 mol,则转移电子的物质的量是 mol,同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末,其在安全气囊内所起的作用可能是 。
能力提升练
(2022福建厦门双十中学期中)化学在生产生活中无处不在。
(1)某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有叠氮化钠(NaN3)、Fe2O3、NH4NO3等物质。当汽车发生碰撞时,气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
①NaN3是 (填“离子”或“共价”)化合物。
②汽车受到猛烈碰撞时,点火器点火引发NaN3迅速分解,生成氮气和金属钠,同时释放大量的热,关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是 (填字母)。
(2)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
①上述过程中,能量的转化形式是由 转化为化学能;
②根据数据计算,分解1 mol CO2需 (填“吸收”或“释放”) kJ的能量。
(3)一定条件下,在2 L密闭容器内,发生反应2NO2(g) N2O4(g),n(NO2)随时间变化如表:
时间/s n(NO2)/mol
0 0.040
1 0.020
2 0.010
3 0.005
4 0.005
5 0.005
①0~2 s内用N2O4表示该反应的平均速率为 。
②在第2 s时,NO2的转化率为 。
(4)氮气可作为脱硝剂,在恒温、恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g)。
①能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A.反应速率v(NH3)=v(N2)
B.容器内压强不再随时间而发生变化
C.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
D.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图。
图中b点对应的速率关系是v正 v逆(填“>”“<”或“=”,下同),d点对应的速率关系是v正 v逆。
答案与分层梯度式解析
微项目 研究车用燃料及安全气囊
基础过关练
1.C 2.D 3.D 4.C 5.D 6.C
1.C 将固体燃料粉碎、将液体燃料雾化处理、将煤进行气化处理、通入适当过量的空气均可提高燃料的燃烧效率,故选C。
2.D 汽车受到强烈碰撞时,NaN3迅速分解产生钠和氮气,化学方程式为2NaN3 2Na+3N2↑,故A正确;叠氮化钠中钠离子与叠氮离子间是离子键,叠氮离子内部氮原子间是共价键,故B正确;N2电子式为··NN··,故C正确;Fe2O3中O元素位于周期表ⅥA族、Fe元素位于Ⅷ族,故D错误。
3.D N2是还原产物,故A错误;有毒的气体对环境有污染,CO、NO都是有毒气体,所以汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO,无N2,故B错误;在空气中,一氧化氮和氧气也可反应生成二氧化氮,故C错误;该反应的反应物是NO、O2、CO,生成物是CO2、N2,化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2,故D正确。
4.C 根据工作原理图可知,Pd、Rh、Pt作为催化剂,能加快反应速率,故A正确;氮氧化物在三元催化剂的作用下转化为氮气,可减少光化学烟雾的产生,故B正确;催化转化反应中,NOx中的N元素化合价降低,做氧化剂,CO、碳氢化合物中C元素化合价升高,做还原剂,故C错误;NOx可能为NO、NO2,所以该催化转化器中可能发生反应2NO+2CO N2+2CO2,故D正确。
5.D 汽车尾气中的CO来自汽油的不完全燃烧,而NO气体是高温条件下气缸内的N2与O2反应产生的,故A错误;升高温度时,正反应速率加快,逆反应速率也加快,故B错误;该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以最终不能达到尾气的无毒排放,故C错误;由于该反应的正反应为放热反应,所以在相同条件下,2 mol CO(g)和2 mol NO(g)的总能量高于2 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量,故D正确。
6.C 根据实验目的“验证温度对化学反应速率的影响”,实验Ⅰ、Ⅱ除温度外,其他外界条件都应该相同,所以表中a为1.2 ×10-3,故A正确;反应开始时NO的浓度为1.2×10-3 mol/L,反应5 min后NO的浓度为8×10-4 mol/L,Δc(NO)=4×10-4 mol/L,Δc(N2)=Δc(NO)=2×10-4 mol/L,所以用N2表示的平均反应速率v(N2)==4×10-5 mol/(L· min),故B正确;若2v逆(NO)=v正(N2),则正、逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,故C不正确;5 min 时NO的转化率为×100%≈33.3%,故D正确。
7.答案 (1)探究同种催化剂的比表面积对反应速率的影响 (2)温度
解析 (1)实验①和实验②的反应条件中,除同种催化剂的比表面积大小不同外,其他条件完全相同,说明实验②的目的是探究同种催化剂的比表面积对反应速率的影响;(2)实验①和实验③的反应条件中,除温度不同外,其他条件完全相同,可见是探究温度对反应速率的影响。
8.答案 (1)BD (2)①放热 ②2.5(a-b) 487.5
(3)1 SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害
解析 (1)道路起雾,水分子中的化学键没有断裂,A项错误;NH4NO3中含离子键和极性共价键,KNO3中含离子键和极性共价键,两者化学键类型相同,B项正确;NaN3具有还原性,可与酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应,C项错误;NaN3受到猛烈撞击时,就会发生化学变化,NH4NO3固体易燃易爆,在储存和使用时都必须格外小心,以免发生爆炸,D项正确。
(2)①由题图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应;②NaN3发生爆炸的反应为3NaN3 Na3N+4N2↑,氮气中含有非极性键,由反应方程式及题图可知形成12 mol非极性键放热(a-b) kJ,若有30 mol非极性键形成,反应放出的热量为(a-b) kJ×=2.5(a-b) kJ,消耗叠氮化钠的质量为 mol×65 g/mol=487.5 g。
(3)10NaN3+2KNO3 K2O+5Na2O+16N2↑中,KNO3中N元素由+5价降低为0价,NaN3中N元素由-价升至0价,根据N守恒,氧化产物与还原产物物质的量之比为15∶1,生成16 mol N2时共转移10 mol电子,氧化产物比还原产物多14 mol,若氧化产物比还原产物多1.4 mol,则转移电子的物质的量是1 mol;同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末,其在安全气囊内所起的作用可能是与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害。
能力提升练
答案 (1)①离子 ②A
(2)①光能和热能 ②吸收 278
(3)①0.003 75 mol·L-1·s-1 ②75%
(4)①BC ②> =
解析 (1)①NaN3由Na+和构成,属于离子化合物。②由“NaN3迅速分解,生成氮气和金属钠,同时释放大量的热”可知,NaN3的分解为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,故选A。
(2)①题图中以TiO2为催化剂,光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2,根据能量守恒定律知,该反应中,光能和热能转化为化学能。②断裂化学键需要吸收能量,形成新化学键释放能量,CO2分解为吸热反应,所以分解1 mol CO2需要吸收的能量为1 598 kJ-1 072 kJ-=278 kJ。
(3)①开始n(NO2)=0.040 mol,2 s时,n(NO2)=0.010 mol,v(NO2)==0.007 5 mol·L-1·s-1,v(N2O4)=×0.007 5 mol·L-1·s-1=0.003 75 mol·L-1·s-1。②2 s时,n(NO2)=0.010 mol,在第2 s时NO2的转化率=×100%=75%。
(4)①A项,未指明反应的方向;B项,该反应是气体体积增大的可逆反应,容器内压强不随时间的变化而变化,能说明反应达到平衡状态;C项,容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明各气体的浓度不再改变,说明反应已达平衡状态;D项,容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6不能说明正、逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态;故选BC。②图中b点后NO继续减少,N2继续增多,所以b点对应的速率关系是v正>v逆;d点,反应已经达到化学平衡,此时v正与v逆相等。
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2024鲁教版高中化学必修第二册同步
微项目 研究车用燃料及安全气囊
基础过关练
1.(2022福建福州一中期中)下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②③④
2.(2023山东枣庄八中高一月考)汽车安全气囊内的气体发生剂主要是叠氮化钠(NaN3)、Fe2O3等物质。下列说法错误的是( )
A.强烈碰撞时,NaN3分解产生N2和Na的化学方程式是2NaN3 2Na+3N2↑
B.叠氮化钠中含有离子键和共价键
C.N2的电子式为··N N··
D.Fe2O3中O元素位于周期表ⅥA族、Fe元素位于ⅦB族
3.在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物
B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D.催化转化总反应方程式为2NO+O2+4CO 4CO2+N2
4.(2023山东日照高一期中校际联考)三元催化器是重要的汽车尾气净化装置,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.Pd、Rh、Pt能加快反应速率
B.三元催化器的使用可以减少光化学烟雾的产生
C.催化转化反应中,NOx、CO、碳氢化合物均作还原剂
D.该催化转化器中可能发生反应2NO+2CO N2+2CO2
5.(2022河南焦作期中)通过系统中的催化转化器可有效减少汽车尾气中的CO、NO等向大气排放。在催化转化器中发生的反应有2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g),该反应为放热反应。下列有关叙述正确的是( )
A.汽车尾气中的CO和NO均来自汽油的不完全燃烧
B.因为正反应为放热反应,升高温度时,正反应速率加快,逆反应速率减小
C.使用合适的催化剂,可以使CO和NO完全转化,从而达到尾气的无毒排放
D.相同条件下,2 mol CO(g)和2 mol NO(g)的总能量高于2 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量
6.(2022浙江宁波六校联盟期中联考)汽车尾气中含有CO、NO等有害气体,两者在密闭容器中能发生反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。为了验证温度对化学反应速率的影响,某同学设计了两组实验,如表所示,280 ℃的情况下,反应5 min后NO的浓度为8×10-4 mol/L。下列说法不正确的是( )
实验编号 Ⅰ Ⅱ
温度/℃ 280 350
NO的初始浓度/(mol/L) 1.2×10-3 a
CO的初始浓度/(mol/L) 5.80×10-3 5.80×10-3
催化剂的比表面积/(m2/g) 82 82
A.表中a为1.2 ×10-3
B.280 ℃时,前5 min内,用N2表示的平均反应速率为4×10-5 mol/(L·min)
C.若2v逆(NO)=v正(N2),说明反应已达到平衡状态
D.280 ℃时,5 min 时NO的转化率为33.3%
7.(2022福建三明一中段考)如图为汽车尾气处理系统中的三元催化器,NO和CO在催化剂作用下生成无污染物质的化学方程式为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。
某课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下实验(实验①作为参照)。
实验编号 ① ② ③
温度/℃ 280 280 360
NO初始浓度/ (mol·L -1) 6.50×10-3 6.50×10-3 6.50×10-3
CO初始浓度/ (mol·L -1) 4.00×10-3 4.00×10-3 4.00×10-3
同种催化剂的 比表面积/ (m2·g-1) 80 120 80
c(CO)不变时所 用的时间/min t 0.5t 0.2t
(1)实验②的目的为 。
(2)课题中探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是 。
8.汽车的安全气囊内一般充入的是叠氮化钠(NaN3)、硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钾(KNO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生反应,产生大量气体,充满气囊,从而保护驾驶员和乘客的安全。
请回答下列问题:
(1)下列判断正确的是 。
A.道路起雾与H2O分子的化学键断裂有关
B.NH4NO3、KNO3中含有化学键的类型相同
C.NaN3不会和酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应
D.NaN3、NH4NO3固体在储存和使用时都必须格外小心,以免发生爆炸
(2)汽车的安全气囊内叠氮化钠爆炸过程中的能量变化如图所示:
①叠氮化钠的爆炸属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
②若爆炸过程中有30 mol非极性键形成(一对共用电子对应一个化学键),则反应放出的热量为 kJ(用含a、b的代数式表示),消耗叠氮化钠的质量为 g。
(3)若安全气囊内充的是叠氮化钠和硝酸钾,撞击时发生的反应是10NaN3+2KNO3 K2O+5Na2O+16N2↑。若该反应的氧化产物比还原产物多1.4 mol,则转移电子的物质的量是 mol,同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末,其在安全气囊内所起的作用可能是 。
能力提升练
(2022福建厦门双十中学期中)化学在生产生活中无处不在。
(1)某汽车安全气囊的气体发生剂主要含有叠氮化钠(NaN3)、Fe2O3、NH4NO3等物质。当汽车发生碰撞时,气体发生剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
①NaN3是 (填“离子”或“共价”)化合物。
②汽车受到猛烈碰撞时,点火器点火引发NaN3迅速分解,生成氮气和金属钠,同时释放大量的热,关于该反应过程中的能量变化示意图正确的是 (填字母)。
(2)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
①上述过程中,能量的转化形式是由 转化为化学能;
②根据数据计算,分解1 mol CO2需 (填“吸收”或“释放”) kJ的能量。
(3)一定条件下,在2 L密闭容器内,发生反应2NO2(g) N2O4(g),n(NO2)随时间变化如表:
时间/s n(NO2)/mol
0 0.040
1 0.020
2 0.010
3 0.005
4 0.005
5 0.005
①0~2 s内用N2O4表示该反应的平均速率为 。
②在第2 s时,NO2的转化率为 。
(4)氮气可作为脱硝剂,在恒温、恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g) 5N2(g)+6H2O(g)。
①能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A.反应速率v(NH3)=v(N2)
B.容器内压强不再随时间而发生变化
C.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
D.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图。
图中b点对应的速率关系是v正 v逆(填“>”“<”或“=”,下同),d点对应的速率关系是v正 v逆。
答案与分层梯度式解析
微项目 研究车用燃料及安全气囊
基础过关练
1.C 2.D 3.D 4.C 5.D 6.C
1.C 将固体燃料粉碎、将液体燃料雾化处理、将煤进行气化处理、通入适当过量的空气均可提高燃料的燃烧效率,故选C。
2.D 汽车受到强烈碰撞时,NaN3迅速分解产生钠和氮气,化学方程式为2NaN3 2Na+3N2↑,故A正确;叠氮化钠中钠离子与叠氮离子间是离子键,叠氮离子内部氮原子间是共价键,故B正确;N2电子式为··NN··,故C正确;Fe2O3中O元素位于周期表ⅥA族、Fe元素位于Ⅷ族,故D错误。
3.D N2是还原产物,故A错误;有毒的气体对环境有污染,CO、NO都是有毒气体,所以汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO,无N2,故B错误;在空气中,一氧化氮和氧气也可反应生成二氧化氮,故C错误;该反应的反应物是NO、O2、CO,生成物是CO2、N2,化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2,故D正确。
4.C 根据工作原理图可知,Pd、Rh、Pt作为催化剂,能加快反应速率,故A正确;氮氧化物在三元催化剂的作用下转化为氮气,可减少光化学烟雾的产生,故B正确;催化转化反应中,NOx中的N元素化合价降低,做氧化剂,CO、碳氢化合物中C元素化合价升高,做还原剂,故C错误;NOx可能为NO、NO2,所以该催化转化器中可能发生反应2NO+2CO N2+2CO2,故D正确。
5.D 汽车尾气中的CO来自汽油的不完全燃烧,而NO气体是高温条件下气缸内的N2与O2反应产生的,故A错误;升高温度时,正反应速率加快,逆反应速率也加快,故B错误;该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以最终不能达到尾气的无毒排放,故C错误;由于该反应的正反应为放热反应,所以在相同条件下,2 mol CO(g)和2 mol NO(g)的总能量高于2 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量,故D正确。
6.C 根据实验目的“验证温度对化学反应速率的影响”,实验Ⅰ、Ⅱ除温度外,其他外界条件都应该相同,所以表中a为1.2 ×10-3,故A正确;反应开始时NO的浓度为1.2×10-3 mol/L,反应5 min后NO的浓度为8×10-4 mol/L,Δc(NO)=4×10-4 mol/L,Δc(N2)=Δc(NO)=2×10-4 mol/L,所以用N2表示的平均反应速率v(N2)==4×10-5 mol/(L· min),故B正确;若2v逆(NO)=v正(N2),则正、逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,故C不正确;5 min 时NO的转化率为×100%≈33.3%,故D正确。
7.答案 (1)探究同种催化剂的比表面积对反应速率的影响 (2)温度
解析 (1)实验①和实验②的反应条件中,除同种催化剂的比表面积大小不同外,其他条件完全相同,说明实验②的目的是探究同种催化剂的比表面积对反应速率的影响;(2)实验①和实验③的反应条件中,除温度不同外,其他条件完全相同,可见是探究温度对反应速率的影响。
8.答案 (1)BD (2)①放热 ②2.5(a-b) 487.5
(3)1 SiO2与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害
解析 (1)道路起雾,水分子中的化学键没有断裂,A项错误;NH4NO3中含离子键和极性共价键,KNO3中含离子键和极性共价键,两者化学键类型相同,B项正确;NaN3具有还原性,可与酸性高锰酸钾或次氯酸钠溶液反应,C项错误;NaN3受到猛烈撞击时,就会发生化学变化,NH4NO3固体易燃易爆,在储存和使用时都必须格外小心,以免发生爆炸,D项正确。
(2)①由题图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应;②NaN3发生爆炸的反应为3NaN3 Na3N+4N2↑,氮气中含有非极性键,由反应方程式及题图可知形成12 mol非极性键放热(a-b) kJ,若有30 mol非极性键形成,反应放出的热量为(a-b) kJ×=2.5(a-b) kJ,消耗叠氮化钠的质量为 mol×65 g/mol=487.5 g。
(3)10NaN3+2KNO3 K2O+5Na2O+16N2↑中,KNO3中N元素由+5价降低为0价,NaN3中N元素由-价升至0价,根据N守恒,氧化产物与还原产物物质的量之比为15∶1,生成16 mol N2时共转移10 mol电子,氧化产物比还原产物多14 mol,若氧化产物比还原产物多1.4 mol,则转移电子的物质的量是1 mol;同时气囊内还必须充入一定量的SiO2粉末,其在安全气囊内所起的作用可能是与产物K2O、Na2O反应生成无腐蚀性的硅酸盐,减少对人体的伤害。
能力提升练
答案 (1)①离子 ②A
(2)①光能和热能 ②吸收 278
(3)①0.003 75 mol·L-1·s-1 ②75%
(4)①BC ②> =
解析 (1)①NaN3由Na+和构成,属于离子化合物。②由“NaN3迅速分解,生成氮气和金属钠,同时释放大量的热”可知,NaN3的分解为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,故选A。
(2)①题图中以TiO2为催化剂,光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2,根据能量守恒定律知,该反应中,光能和热能转化为化学能。②断裂化学键需要吸收能量,形成新化学键释放能量,CO2分解为吸热反应,所以分解1 mol CO2需要吸收的能量为1 598 kJ-1 072 kJ-=278 kJ。
(3)①开始n(NO2)=0.040 mol,2 s时,n(NO2)=0.010 mol,v(NO2)==0.007 5 mol·L-1·s-1,v(N2O4)=×0.007 5 mol·L-1·s-1=0.003 75 mol·L-1·s-1。②2 s时,n(NO2)=0.010 mol,在第2 s时NO2的转化率=×100%=75%。
(4)①A项,未指明反应的方向;B项,该反应是气体体积增大的可逆反应,容器内压强不随时间的变化而变化,能说明反应达到平衡状态;C项,容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化说明各气体的浓度不再改变,说明反应已达平衡状态;D项,容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6不能说明正、逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态;故选BC。②图中b点后NO继续减少,N2继续增多,所以b点对应的速率关系是v正>v逆;d点,反应已经达到化学平衡,此时v正与v逆相等。
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