【题目】利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S 废气制取氢气,既价廉又环保。
⑴工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为____________;
②常温下,不能与M单质发生反应的是____________(填序号);
a.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH溶液 e.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法 已知:H2S(g) H2(g)+1/2S2(g)
在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果见图1。曲线a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。根据图像回答下列问题:
i S2的结构式为______,该反应的△H_____0(填“>”、“<”或“=”);
ii 计算 985 ℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;
iii 比较H2S的速率大小:v(a-逆)______v(b-正) ,v(b-逆)______v(c-正) (填“>”、“<”或“=”);
iiii 说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:___________;
②电化学法
i该法制氢过程如图2。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是____________;
ii反应池中发生反应的化学方程式为___________;
iii反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为__________________________。
【答案】 b、eS=S><<温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)增大反应物接触面积,使反应更充分H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl2Fe2++2H+2Fe3++H2↑
【解析】
(1)①M为+3价,R为+4价,均为第三周期元素,则M为Al,R为Si,Si的质子数为14,其原子结构示意图为,故答案为:;②M为Al具有还原性,能与具有氧化性的物质发生反应,如a、c,还能与d中NaOH溶液反应生成氢气,而高温下与氧化铁反应,与碳酸钠不反应,故答案为:b、e;
(2)i.S2的结构式为S=S,由a曲线的变化趋势可得随温度的升高,H2S的平衡转化率增大,说明升温,平衡正向移动,正反应为吸热反应,该反应的△H>0;
ii.以H2S起始浓度均为cmol·L-1测定H2S的转化率,985℃时H2S的转化率为40%,则
K== ,故答案为:;
iii.曲线a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率,由平衡状态的建立过程可知v(b-正)逐渐减小,达平衡后与v(a-逆)相等,v(b-逆)逐渐增大,最终与v(c-正)相等,故答案为:<、<;
iiii. 温度的升高,曲线b向曲线a逼近,反应速率加快,达到平衡时的时间缩短,曲线b向曲线a逼近,故答案为:温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短;
②i.反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,可增大反应物接触面积;ii. 反应池中发生氧化还原反应为H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl;iii.电解池中亚铁离子失去电子,氢离子得到电子,电解总反应的离子方程式为2Fe2++2H+2Fe3++H2↑;故答案为:增大反应物接触面积,使反应更充分;H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl;2Fe2++2H+2Fe3++H2↑。
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【题目】高炉炼铁过程中发生的主要反应为:Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);在1000℃时,平衡常数为4.0;在1300℃时,平衡常数为3.5。下列说法中,正确的是( )
A. 平衡常数的表达式为:K=
B. 在1000℃时,10L的密闭容器中,加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol,10min达到平衡,υ(CO2)=0.006mol/(L·min)
C. 一段时间以后,铁的量不再变化,不能说明该反应达到平衡
D. 下图表示不同温度下,CO的转化率与时间关系图像
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【题目】在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如右图所示,则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为( )
A. 6:1 B. 3:1 C. 2:1 D. 1:2
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【题目】化学与社会、生活密切相关,下列有关说法中不正确的是
A.硅胶多孔,常用作食品干燥剂
B.氨易液化,常用作制冷剂
C.飞机播撒AgI是实现人工降雨的一种方法
D.为了防止蛋白质盐析,疫苗等生物制剂应冷冻保藏
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【题目】欲用含有少量氯化钙的氯化钠固体,配制100 mL 1mol·L-1的氯化钠溶液,设计了下面的操作方案。根据方案操作步骤回答下列问题:
(1)称量粗盐样品m g,所用仪器名称为:_____________。
(2)过滤时,玻璃棒的作用是:__________________。
(3)蒸发操作时应将液体放在__________中加热,等加热至________时即停止加热。
(4)在样品的溶液中加入过量的Na2CO3溶液,作用是__________________,反应的化学方程式是______________________________________。
(5)在滤液中加入盐酸的作用是____________________________________,
反应的离子程式是_______________________________________。
(6)配制100 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液时,应从W g固体中称取NaCl的质量为________,配制时应在________中进行定容。
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【题目】如图所示,下列说法不正确的是( )
A.反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g)ΔH1=-Q1 kJ/mol
B.反应过程(2)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g)ΔH2=+Q2 kJ/mol
C.Q1与Q2的关系:Q1>Q2
D.ΔH2>ΔH1
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【题目】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
(1)下列关于CaF2的表述正确的是_____。
a.Ca2+ 与F﹣间仅存在静电吸引作用
b.F﹣的离子半径小于Cl﹣,则CaF2的熔点高于CaCl2
c.阴阳离子比为2∶1的物质,均与CaF2晶体构型相同
d.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是 _____________________(用离子方程式表示)。
(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为_____,其中氧原子的杂化方式为____。
(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)═2ClF3(g)△H=﹣313kJmol﹣1,F﹣F键能159kJmol﹣1,Cl﹣Cl键的键能为242kJmol﹣1,则ClF3中Cl﹣F键的平均键能为________ kJmol﹣1,ClF3的熔、沸点比BrF3的_____(填“高”或“低”)。
(5)如图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图,请回答下列问题:
①图Ⅰ所示的CaF2晶胞中与Ca2+最近且等距离的F-数为____,图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为____。
②图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是____。H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为____。
③三种晶体中熔点最低的是____,其晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用力为________________。
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【题目】已知:X(g)+2Y(g)3Z(g) △H=-akJ·mol-1(a>0),下列说法不正确的是
A. 0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol
B. 达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化
C. 达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达a Kj
D. 升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
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