【题目】国家实施“青山绿水工程”,大力研究脱硝和脱硫技术。
(1)H2在催化剂作用下可将NO还原为N2。下图是该反应生成1mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式___________。
(2)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:
反应I:2NO(g)N2O2(g)(快);H1<0 v1正=k1正·c2(NO)、v1逆=k1逆·c(N2O2);
反应Ⅱ:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢);△H2<0 v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2)、v2逆=k2逆·c2 (NO2);
①一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数K=___________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。
反应I的活化能EI___________反应Ⅱ的活化能EII(填“>”、“<”、或“=”)。
②已知反应速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数___________k2逆增大的倍数(填“大于”、“小于”、或“等于”)。
(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。
①装置中H+向___________池迁移。
②乙池溶液中发生反应的离子方程式:______________________。
(4)废水处理时,通H2S(或加S2-)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25°℃,某废液中c(Mn2+)=0.02mol·L-1,调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时,废液中c(H2S)=0.1mol·L-1,此时pH约为___________。(已知:Ksp(MnS)=5.0×10-14,H2S的电离常数:K1=1.5×10-7,K2=6.0×10-15,1g6=0.8)
【答案】2H2(g)+2NO(g) = N2(g)+2H2O(g) ΔH=2(E1-E2)kJ·mol 1 或2H2(g)+2NO(g) = N2(g)+2H2O(g) ΔH=-2(E2- E1)kJ·mol1或H2(g)+ NO(g) = 1/2N2(g)+ H2O(g) ΔH= (E1-E2)kJ·mol 1或H2(g)+ NO(g) = 1/2N2(g)+ H2O(g) ΔH=-(E2- E1)kJ·mol)kJ·mol 1 < 小于 甲池 H2S+I3—=3I-+S↓+2H+ 5.2
【解析】
本题是对化学反应原理的综合考察。根据盖斯定律进行反应热的计算,正反应活化能与逆反应活化能的差值为反应热;利用反应达到平衡时v正=v逆进行反应平衡常数的计算;根据图示可知,氧气变为过氧化氢,发生还原反应,该极为电解池的阴极,硫化氢变为单质硫,发生氧化反应,该极为电解池的阳极,发生氧化反应,氢离子向阴极移动,据此解答此题。
(1)正反应活化能为E3-E2 ,逆反应活化能为E3- E1;生成1 mol水蒸气,该反应的反应热为ΔH=(E3-E2)-(E3- E1)=(E1-E2)kJ·mol 1,所以该反应的热化学方程式:H2(g)+NO(g)=1/2N2(g)+H2O(g) ΔH=(E1-E2)kJ·mol 1或为2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=2(E1-E2)kJ·mol 1;
(2)①I.2NO(g)N2O2(g)(快); v1正=k1正.c2(NO); v1逆=k1逆.c(N2O2) △H1<0
II.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢); v2正=k2正.c(N2O2)c(O2); v2逆=k2逆.c2(NO2) △H2<0
由反应达平衡状态,所以v1正= v1逆、v2正= v2逆,所以v1正×v2正= v1逆×v2逆,即
即k1正.c2(NO)×k2正.c(N2O2)c(O2)= k1逆.c(N2O2)× k2逆.c2(NO2),则有:K= c2(NO2)/ c2(NO)×c(O2)=;
因为决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反应II,所以反应I的活化能E1远小于反应II的活化能E2;
②反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)为放热反应,温度升高,反应①、②的平衡均逆向移动,由于反应①的速率大,导致c(N2O2)减小且其程度大于k2正和c(O2)增大的程度,即k随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数小于k2逆增大的倍数;
(3) ①从示意图中看出,电子流向碳棒一极,该极为正极,氢离子从乙池移向甲池;
②乙池溶液中,硫化氢与I3-发生氧化还原反应:硫化氢失电子变为硫单质,I3-得电子变为I-,离子反应为H2S+I3-=3I-+S↓+2H+;
(4)废水处理时,通H2S(或加S2-)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25°℃,某废液中c(Mn2+)=0.02mol·L-1,调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时,废液中c(H2S)=0.1mol·L-1,此时pH约为___________。(已知:Ksp(MnS)=5.0×10-14,H2S的电离常数:K1=1.5×10-7,K2=6.0×10-15,1g6=0.8)
25°℃,某废液中c(Mn2+)=0.02mol·L-1,调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时,c(S2-)==mol/L,=Ka1×Ka2,所以pH=5时c(H+)==6mol/L,pH=5.2。
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【题目】Ⅰ、同温同压下,若A容器中充满O2、B容器中充满O3。
(1)若所含分子总数相等,则A容器和B容器的容积之比是_____。
(2)若两容器中所含原子总数相等,则A容器和B容器的容积比是____。
Ⅱ、现有14.4g一氧化碳和二氧化碳的混合气体,在标准状况下其体积为8.96L。
请回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为____。
(2)混合气体中碳原子的个数为____(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(体积在标准状况下测定)。
气球中收集到的气体的物质的量为____。
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【题目】从某废催化剂(含ZnO、CuO、Fe2O3、石墨及MnO2等)中回收金属并制取活性氧化锌的工艺流程如下(已知:Zn及其氧化物、氢氧化物的性质与Al及其相应化合物性质类似):
(1)废催化剂“破碎”的目的是____________________________________________。
(2)“氧化”时Mn2+被氧化的离子方程式为_________________________________。
(3)“中和、沉淀”时,若pH过高,则碱式碳酸锌的产率偏小。写出其反应的离子方程式(任写一个即可):____________________________________________。
(4)测得“粗铜粉”中铜的质量分数的实验步骤如下:
I.准确称取粗铜粉mg,加入足量盐酸和H2O2溶液使其完全溶解。
Ⅱ.将溶液煮沸1~2min,除去过量的H2O2。
Ⅲ.滴入铁掩蔽剂排除Fe3+的干扰。然后加入稍过量的KI溶液(反应:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2),再加入几滴淀粉溶液作指示剂,用 c mol ·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色消失(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)且半分钟内不变色,共消耗Na2S2O3标准溶液VmL。
①铜的质量分数为______________________。
②缺少步骤Ⅱ哙会使测得的铜的质量分数___________(填“偏大”、“偏小”、或“不变”)
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【题目】短周期主族元素W、Ⅹ、Y、Z的原子序数依次增加。A是元素Y的单质。常温下A遇甲的浓溶液钝化。丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,且丙是无色气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 丁和戊中所含化学键类型完全相同
B. 简单离子的半径大小:X>Y
C. 简单阴离子的还原性:X>Z
D. Y与Z的简单化合物不与水反应
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【题目】我国成功研制的新型可充电 AGDIB电池(铝-石墨双离子电池)采用石墨、铝锂合金作为电极材料,以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池反应为:CxPF6+LiyAl=Cx+LiPE6+Liy-1Al。放电过程如图,下列说法正确的是
A. B为负极,放电时铝失电子
B. 充电时,与外加电源负极相连一端电极反应为:LiyAl-e-=Li++Liy-1Al
C. 充电时A电极反应式为Cx+PF6-﹣e-=CxPF6
D. 废旧 AGDIB电池进行“放电处理”时,若转移lmol电子,石墨电极上可回收7gLi
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【题目】过滤在实验、生产、生活中有着广泛的应用。某研究性学习小组在实验室测定某含NaCl杂质的碳酸钠样品中Cl-的含量,其实验步骤如下:
①将100g样品溶于水得到溶液A。
②向A中加入稀HNO3酸化后,再加入沉淀剂B,使Cl-完全沉淀下来。
③进行如图所示操作,得到固体C,洗涤,干燥。
④称量得固体C的质量为2.87 g。
(1)沉淀剂B为________(填化学式)。
(2)向A中加入稀HNO3酸化的目的是_______________________。
(3)如何洗涤固体C: __________________。如果得到固体C后直接干燥、称量,会使样品中氯元素的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)该样品中氯元素的质量分数为________________。
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【题目】下列各种说法中错误的是:
①化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化;②同温同压下,H2 (g)+Cl2 (g)==2HCl(g)在光照和点燃条件下的反应热ΔH不同;③为防治酸雨、降低工业废气,常用生石灰进行“钙基固硫”:CaO+SO2= CaSO3、2CaSO3+O22CaSO3;④开发太阳能、风能、地热能、潮汐能等新能源,可减少雾霾、保护环境;⑤煤的气化和液化技术,可高效、清洁地利用煤;⑥从海水提镁的过程为:MgCl2(aq)Mg(OH)2 MgOMg
A. ①③④ B. ②⑥ C. ①④⑤ D. ③④⑥
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【题目】对于可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(m、n、p、q均为化学计量数),根据图示曲线回答:
(1)正反应是___热反应。
(2)m+n___p+q(填“>”“<”或“=”)。
(3)若将纵坐标A的转化率换成A在平衡混合物中的质量分数,则逆反应是____ 热反应,m+n___p+q(填“>”“<”或“=”)。
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【题目】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AG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
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
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