2022-2023学年北京市顺义区第一中学高二上学期10月月考化学试题含解析
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这是一份2022-2023学年北京市顺义区第一中学高二上学期10月月考化学试题含解析,共20页。试卷主要包含了单选题,填空题,计算题,实验题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
北京市顺义区第一中学2022-2023学年高二上学期10月月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列变化中,属于吸热反应的是
A.碳酸氢钠和盐酸反应 B.氢气和氯气反应
C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.液态水变成水蒸气
【答案】A
【详解】A.碳酸氢钠和盐酸反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,故A符合题意;
B.氢气和氯气反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故B不符合题意;
C.铝粉与氧化铁粉末反应是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故C不符合题意;
D.液态水变成水蒸气是一个吸热过程,不是吸热反应,故D不符合题意;
故选A。
2.已知1g氢气燃烧生成气态水放出 121 kJ的热量,下列热化学方程式正确的是
A.H2O(g)= H2(g)+ O2(g) △H = + 242kJ/mol
B.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H= —484 kJ/mol
C.H2(g) + O2(g) = H2O(g) △H= + 242 kJ/mol
D.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) △H= + 484 kJ/mol
【答案】A
【分析】1g氢气燃烧生成气态水放出 121 kJ的热量,则2mol氢气燃烧生成气态水的反应热为△H=—×2=—484 kJ/mol,反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H= —484 kJ/mol。
【详解】A.氢气在氧气中燃烧生成气态水为放热反应,则水蒸气分解为氢气和氧气为吸热反应,反应的热化学方程式为H2O(g)= H2(g)+ O2(g)△H = + 242kJ/mol,故A正确;
B.由题意可知,氢气在氧气中燃烧生成气态水,而不是液态水,故B错误;
C.由题意可知,氢气在氧气中燃烧生成气态水的反应为放热反应,反应的焓变符号为—,故C错误;
D.由题意可知,氢气在氧气中燃烧生成气态水的反应为放热反应,反应的焓变符号为—,故D错误;
故选A。
3.石墨在一定条件下可转化为金刚石,已知12g石墨完全转化为金刚石时,要吸收QkJ的热量,下列说法正确的是
A.石墨不如金刚石稳定
B.金刚石与石墨的结构是相同的
C.等物质的量的石墨与金刚石完全燃烧,金刚石放出的热量多
D.等物质的量的石墨与金刚石完全燃烧,石墨放出的热量多
【答案】C
【详解】A.由题给信息,判断出石墨能量比金刚石低,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,故A错误;
B.金刚石和石墨是同种元素形成的两种不同单质,结构不同。金刚石是立体网状结构,石墨是片层状结构,故B错误;
C.石墨、金刚石都是碳单质,由于金刚石能量高于石墨,等物质的量的金刚石和石墨燃烧时,金刚石燃烧放热多,故C正确;
D.由C选项可知,金刚石燃烧放热多,故D错误;
答案选C。
4.氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示“-”表示化学键),下列说法正确的是
A.过程I是放热过程
B.过程III一定是吸热过程
C.a的总能量大于d的总能量
D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
【答案】C
【详解】A.过程Ⅰ分子化学键断裂形成原子,属于吸热过程,故A错误;
B.过程Ⅲ为新化学键形成的过程,是放热过程,故B错误;
C.氢气燃烧放热,则a的总能量大于d的总能量,故C正确;
D.该反应可通过燃料电池,实现化学能到电能的转化,不一定只能以热能的形式进行,故D错误;
故选C。
5.已知2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH=-701.0kJ·mol-1
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH=-181.6kJ·mol-1
则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )
A.+519.4kJ·mol-1 B.+259.7kJ·mol-1
C.-259.7kJ·mol-1 D.-519.4kJ·mol-1
【答案】C
【详解】由题干信息知:①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) △H=-701.0kJ•mol-1,②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) △H=-181.6kJ•mol-1,依据盖斯定律,将①-②得到:2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l) △H=-519.4kJ/mol,则反应:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)△H=-259.7kJ/mol,C选项正确;
答案选C。
6.下列说法不正确的是
A.能发生有效碰撞的分子属于活化分子
B.催化剂不参加反应,前后质量不变
C.升高温度,活化分子百分数增大
D.活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差称为活化能
【答案】B
【详解】A.能引起化学反应的碰撞称为有效碰撞,能发生有效碰撞的分子属于活化分子,故A正确;
B.催化剂参与反应改变反应的途径,降低反应活化能,但前后质量不变,故B错误;
C.升高温度,活化分子的数目和百分数增大,故C正确;
D.能发生有效碰撞的分子属于活化分子,活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差称为活化能,故D正确;
故选B。
7.已知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
H-H、O=O和O-H的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则a为
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
【答案】D
【详解】①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=akJ·mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-220kJ·mol-1
根据盖斯定律①×2-②得2H2O(g)= 2H2(g)+ O2(g) ΔH=2akJ·mol-1+220kJ·mol-1;焓变=反应物总键能-生成物总键能,即462kJ·mol-1×4-436kJ·mol-1×2-496kJ·mol-1=2akJ·mol-1+220kJ·mol-1,则a=+130,故选D。
8.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N-N为154,则断裂1molN-H所需的能量(kJ)是
A.194 B.391 C.516 D.658
【答案】B
【详解】根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),∆E1=2752J-534kJ=2218kJ,E(N-N)+E(O=O)+4E(N-H)=2218kJ,154kJ+500kJ+4E(N-H) =2218kJ,解得E(N-H)=391kJ,故选B。
9.下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是
A.△H3<0
B.△H1=△H2+△H3
C.按照Cl、Br、I的顺序,△H2依次增大
D.途径I生成HCl放出热量比生成HBr的多,说明HCl比HBr稳定
【答案】C
【详解】A.原子形成化学键放热,焓变小于0,即2H(g)+2X(g)═2HX(g)的∆H3<0,故A正确;
B.根据盖斯定律可知,无论反应是一步完成,还是分步完成,其反应热不变,即途径Ⅰ的反应热大于途径Ⅱ、Ⅲ反应热之和,则∆H1=∆H2+∆H3,故B正确;
C.Cl、Br、I的原子半径依次增大,Cl2、Br2、I2具有的能量依次减小,则断裂其化学键需要的能量依次减小,即途径Ⅱ吸收的热量∆H2 依次减小,故C错误;
D.途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl能量低,比HBr稳定,故D正确;
故选:C。
10.一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为3B(g)+4D(g)6A(g)+2C(g)
B.反应进行到1s时,v(A)=v(D)
C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等
【答案】C
【分析】反应系数之比等于物质的变化量之比,等于反应速率之比,据此回答问题。
【详解】A. 根据图象,6s到达平衡时,A增加了1.2mol,B减少了0.6mol,C减少了0.8mol,D增加了0.4mol,故各物质的物质的量之比为A:B:C:D=1.2:0.6:0.8:0.4=6:3:4:2,即该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A错误;
B. 根据反应方程可知,A和D的反应系数不一致,任何时候反应速率均不相等,B错误;
C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为/(L·s),C正确;
D.各物质的反应速率之比与反应系数之比相等,根据方程可知,各物质反应系数不一致,反应速率不可能相等,D错误。
答案为C。
11.同在室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混合,刚开始化学反应速率最大的是
A.0.1 mol∙L−1的盐酸30mL B.0.15 mol∙L−1的硫酸溶液5mL
C.0.2 mol∙L−1的盐酸12mL D.18 mol∙L−1的浓硫酸10mL
【答案】B
【详解】0.1 mol∙L−1的盐酸30mL中氢离子浓度为0.1 mol∙L−1;0.15 mol∙L−1的硫酸溶液5mL中氢离子浓度为0.3mol∙L−1;0.2 mol∙L−1的盐酸12mL中氢离子浓度为0.2 mol∙L−1;18 mol∙L−1的浓硫酸10mL,与Al发生钝化,因此B中氢离子浓度最大,反应速率最大,故B符合题意;
综上所述,答案为B。
12.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变能增大反应速率的是( )
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大
【答案】B
【详解】A.固体物质的浓度不变,C是固体物质,若增加C的量,物质的浓度不变,因此化学反应速率不变,A不符合题意;
B.将容器的体积缩小一半,则物质的浓度增大,增大反应物的浓度,化学反应速率加快,B符合题意;
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大,由于反应体系的各物质的浓度不变,因此化学反应速率不变,C不符合题意;
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大,则反应混合物的浓度降低,物质浓度降低,则反应速率减小,D不符合题意;
故合理选项是B。
13.已知C+CO2⇌2CO的正反应是吸热反应,反应速率为v1;N2+3H2⇌2NH3的正反应是放热反应,反应速率为v2。对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为
A.都增大 B.都减小
C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大
【答案】A
【详解】温度升高,反应速率增大,与热效应无关,故A正确;
故选A。
14.已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CO的燃烧热为282.8 kJ·mol-1。现有H2和CO组成的混合气体56.0 L(标准状况),经充分燃烧后,一共放出热量710.0 kJ,并生成液态水。下列说法正确的是
A.CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=+282.8 kJ·mol-1
B.H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C.燃烧前的混合气体中,H2的体积分数为40%
D.混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应,电子转移总数为2NA
【答案】C
【详解】A.一氧化碳燃烧热为282.8kJ/mol,依据燃烧热概念,热化学方程式为,CO(g)+O2(g)═CO2(g);△H=-282.8 kJ/mol,故A错误;
B.氢气燃烧热为285.8kJ/mol,热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6 kJ/mol,选项中水蒸气不是氢的稳定氧化物,故B错误;
C.H2和CO组成的混合气体56.0L(标况)物质的量为2.5mol,经充分燃烧后,放出总热量为710kJ,并生成液态水,依据氢气和一氧化碳燃烧热的热化学方程式计算,设氢气物质的量为x,一氧化碳物质的量为y,则x+y=2.5,285.8x+282.8y=710,计算得到x=1,y=1.5,燃烧前混合气体中H2的体积百分数=×100%=40%,故C正确;
D.氢气1mol,CO有1.5mol,则生成水和二氧化碳分别为1mol和1.5mol,据氢气、CO和过氧化钠反应的方程式分析,可知能反应掉过氧化钠的物质的量为2.5mol,Na2O2与水的反应为歧化反应,1mol过氧化钠转移1mol电子,Na2O2与二氧化碳的反应为歧化反应,1mol过氧化钠转移1mol电子,则该过程转移电子的物质的量为2.5mol,电子转移总数为2.5NA,故D错误;
故选:C。
二、填空题
15.已知:① 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH = -572 kJ/mol
② 2H2 (g) + SO2 (g) S (g) + 2H2O (g) ΔH =+ 90.4 kJ/mol
③ 2H2 (g) + CO (g) CH3OH (g) ΔH =-90.8 kJ/mol
(1)上述变化过程中放出热量的是_______(填序号,下同),吸收热量的是_______。
(2)反应①热量变化为57.2kJ,转化H2的质量是_______g。
(3)反应②2 g H2 (g) 完全反应生成硫单质时,ΔH =_______ kJ/mol。
(4)反应③2molH2和1molCO放入密闭容器中充分反应,放出的热量_______90.8KJ(填“大于”或“小于”或“等于”)
【答案】(1) ①③ ②
(2)0.4
(3)+45.2
(4)小于
【解析】(1)
∆H<0,反应放热,∆H>0,反应吸热,则上述变化过程中放出热量的是①③,吸收热量的是②,故答案为:①③;②;
(2)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆H=-572kJ/mol可知,2mol氢气即4g氢气完全燃烧放出572kJ热量,反应①热量变化为57.2kJ,转化H2的质量是0.4g,故答案为:0.4;
(3)
2H2(g)+SO2(g)⇌S(g)+2H2O(g)∆H=+90.4kJ/mol,说明2mol氢气完全反应生成硫单质时,ΔH=+90.4kJ/mol,反应②2gH2(g)即=1mol完全反应生成硫单质时,∆H=+45.2kJ/mol,故答案为:+45.2;
(4)
该反应为可逆反应,则反应③2molH2和1molCO放入密闭容器中充分反应,放出的热量小于90.8kJ,故答案为:小于。
16.按要求完成下列各空。
(1)已知数据如图:
工业合成氨的热化学方程式是_______。
(2)已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气,吸收了a kJ热量,该反应的热化学方程式是:_______。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成气态HCl和CO2是放热反应,当反应中转移1mol电子时释放145kJ的热量,写出这个热化学方程式:_______。
(4)反应mA(g)+nB(g) = pC(g) +qD(g)过程中的能量变化如图所示,①该反应△H =_______kJ/mol(用含E1、E2式子表示)。
②在反应体系中加入催化剂,ΔH _______ (填“增大”、“减小”、“不变”)。
【答案】(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) =-92kJ/mol
(2)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)=+2akJ/mol
(3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) =+580kJ/mol
(4) E1-E2 不变
【解析】(1)
该反应=946+3×436 - 6×391=-92kJ/mol,工业合成氨的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)2NH3(g) =-92kJ/mol;
(2)
书写热化学方程式时要注明温度和压强,故该反应的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)=+2akJ/mol;
(3)
2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)~4e-,该反应吸收热量为4×145kJ=580kJ,热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g) =+580kJ/mol;
(4)
该反应为放热反应,放出热量E2-E1,故△H = E1-E2kJ/mol;催化剂不会影响反应热效应,在反应体系中加入催化剂,ΔH不变。
三、计算题
17.加0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)写出H2O2在MnO2作用下发生反应的化学方程式_______。
(2)实验时放出气体的总体积是_______ mL。
(3)反应进行4、3、2、1分钟分别对应曲线上A、B、C、D四点,各点反应速率快慢的顺序为_______。用有效碰撞理论解释该反应速率变化的原因_______。
(4)计算H2O2的初始物质的量浓度_______。(请保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2)60
(3) D>C>B>A 随着反应的进行,反应物浓度减小,单位体积内活化分子总数减小,有效碰撞几率减小,反应速率减小
(4)0.11mol/L
【详解】(1)由题意知,反应物为H2O2,生成物为水和氧气,反应条件为二氧化锰作催化剂,则反应的方程式为;
(2)由图象可知,反应至4min时,H2O2完全反应,生成气体的总体积是60mL,故答案为60;
(3)反应进行4、3、2、1分钟分别对应曲线上A、B、C、D四点,随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减慢,各点反应速率快慢的顺序为D>C>B>A,故答案为:D>C>B>A;随着反应的进行,反应物浓度减小,单位体积内活化分子总数减小,有效碰撞几率减小,反应速率减小;
(4)根据方程式计算:,n==0.0054mol,c==0.11mol/L,故答案为0.11mol/L。
四、实验题
18.某小组研究了铜片与5.6mol/L HNO3反应的速率,实现现象记录如下表。
实验
时间段
现象
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验I:监测上述反应过程中溶液温度变化,得曲线如图。
实验II:②-④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积5.6mol/L HNO3。结果显示: Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显,NO2能明显加快该反应的速率。
实验III:在试管中加入铜片和5.6mol/L HNO3,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有NO。
(1)根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:_______。
(2)实验的结论:温度升高_______(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
(3)实验II的目的是:_______。
(4)小组同学查阅资料后推测:该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验II、III,在下图方框内填入相应的微粒符号①_______ ②_______,以补全催化机理。
【答案】(1)反应速率先变快后变慢
(2)不是
(3)检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率
(4) NO2
【分析】实验II结论:对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率;结合实验II与实验III,实验II:可知能明显加快该反应的速率。实验III:发现其中含有。再根据化合价的升降可判断;
(1)
根据表格中的气泡多少的现象,可知该反应的速率随时间的变化情况:反应速率先变快后变慢;
(2)
反应30min时,反应速率已经较快了,再升高温度,反应速率增大有限,则温度升高不是反应速率加快的主要原因;
(3)
NO2能明显加快该反应的速率,Cu(NO3)2、NO对Cu和HNO3反应速率的影响均不明显,具有对比性,则实验Ⅱ的目的是检验Cu(NO3)2、NO、NO2能否加快铜和硝酸反应的速率;
(4)
由验Ⅱ、Ⅲ,硝酸得到电子生成二氧化氮,Cu与二氧化氮反应生成铜离子和,则图中①为NO2、②为,故答案为:NO2;。
19.酸性工业废水中含有K2Cr2O7,光照下草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25 ℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH,做对比实验。
实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
测得实验①和②溶液中的Cr2O浓度随时间变化关系如图所示,实验①和②的结果表明_______;
(2)实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr2O)=_______mol·L-1·min-1 (用代数式表示)。
(3)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用:
假设二:Al3+起催化作用;
假设三:_______;
(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品只有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3,溶液中Cr2O的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程)
预期实验结果和结论
_________
_______
【答案】(1)溶液pH对该反应的速率有影响
(2)
(3)SO起催化作用
(4) 用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2O)大于实验①中的c(Cr2O),则假设一成立;若两溶液中的c(Cr2O)相同,则假设一不成立
【分析】由题意可知,该实验探究溶液pH和催化剂对反应速率的影响,通过对比实验①和②的实验结果,可得出pH对该反应的速率的影响;通过探究实验,探究铁离子是否对该反应起催化作用。
(1)
由图可知,实验①的反应速率快于②,则实验①和②的结果表明溶液pH对该反应的速率有影响,故答案为:溶液pH对该反应的速率有影响;
(2)
t1时重铬酸根离子的浓度为c1,则0~t1时间段重铬酸根离子的浓度为 mol/(L·min),故答案为:;
(3)
由铁明矾的组成可知,铁离子、铝离子、硫酸根离子可能对该反应起催化作用,则假设三为硫酸根离子-起催化作用,故答案为:SO起催化作用;
(4)
探究实验要证明Fe2+起催化作用,应在控制变量的条件下做对比实验,验证没有Fe2+存在时反应速率的变化,所以要用等物质的量K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同进行对比实验,反应进行相同时间后,若溶液中重铬酸根离子浓度大于实验①说明假设一成立;,若两溶液中重铬酸根离子浓度相同说明假设一不成立,故答案为:用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验;反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2O)大于实验①中的c(Cr2O),则假设一成立;若两溶液中的c(Cr2O)相同,则假设一不成立。
五、原理综合题
20.雾霾严重危害人类健康和生态环境,开发稳定高效的脱硫脱硝工艺是当前国内外研究的热点。
(1)天然气中含有的微量H2S会腐蚀管道和设备,在1200℃下进行脱硫处理,H2S会被氧气氧化为SO2,并产生水蒸气。
化学键
H-S
O=O
H-O
SO2中共价键
键能/(kJ▪mol-1)
339
498
464
1083
请写出该条件下反应的热化学方程式:_______。
(2)已知物质的氧化性或还原性强弱与溶液的pH有关。利用 NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝,将NO、SO2氧化为硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,、溶液pH对脱硫脱硝的影响如图所示:
①从图a和图b中可知脱硫脱硝最佳是_______、最佳pH是_______。
②图b中SO2的去除率随pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5时反而减小,请解释NO去除率减小的可能原因_______。
(3)臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为 2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),不同温度下,在体积为1 L的甲、乙两个恒容密闭容器中均充入l mol O3和2 mol NO2,相关信息如下图所示,请回答下列问题:
0~10 min内甲容器中反应的平均速率:v(NO2)=_______ mol·L-1·min-1
【答案】(1)2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H= -1172 kJ▪mol-1
(2) 6:1 5.5~6.0 pH>5.5以后,随着pH增大,NO的还原性降低;或H2O2和NaClO2 氧化性减弱,不能将NO氧化为硝酸
(3)0.04
【解析】(1)
由题意可知,2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g),△H=反应物键能总和-生成物键能总和=(2×2×339+3×498-464×2×2-2×1083)kJ▪mol-1=-1172 kJ▪mol-1,热化学方程式为2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H= -1172 kJ▪mol-1;
(2)
①脱硫脱硝去除率最高时脱硫脱硝最佳,由图可知=6:1时最佳,pH在5.5~6.0是NO、SO2 去除率最高的位置;
②NO、SO2氧化为硝酸和硫酸而除去,NO的去除率在 pH>5.5 时反而减小,可能在此条件下pH>5.5以后,随着pH增大,NO的还原性减弱,或H2O2和NaClO2 氧化性减弱,不能将NO氧化为硝酸;
(3)
由图中数据可知0~10 min内甲容器中△c(N2O5)=0.2 mol•L-1,根据v(N2O5)==0.02mol•L-1•min-1,根据化学方程式化学速率之比等于化学计量数之比,则v(NO2)=2v(N2O5)=2×0.02 mol•L-1•min-1=0.04 mol•L-1•min-1。
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