【题目】NO2、CO、CO2是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将NO2 转化为重要化工原料C。
若A为NO2,B为O2,则负极的电极反应式为______________________________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l) △H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-d kJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:_________________________________;
(3)光气 (COCl2)是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线,右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
①0~6 min内,反应的平均速率v(Cl2)= ;
②若保持温度不变,在第7min 向体系中加入这三种物质各2mol,则平衡向____________________
移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”);
③若将初始投料浓度变为c(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、c(COCl2)_________ mol/L,保持反应温度不变,则最终达到化学平衡时,Cl2的体积分数与上述第6min时Cl2的体积分数相同;
④随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是__________;(填“增大”、“减小”或“不变”)
⑤比较第8min反应温度T(8)与第15min反应温度T(15)的高低:T(8)_______T(15)(填“<”、“>”或“=”)
【答案】
(1)NO2-e-+H2O=NO3-+2H+
(2) CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(c+2d-a-b)kJmol-1
(3)①0.15 molL-1min -1 ②平衡正向移动 ③ 0.5 ④ 减小 ⑤<
【解析】
试题分析:(1)NO2在负极上失去电子发生氧化反应转化为NO3-,故电极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+;
(2)应用盖斯定律解题,△H=-△H1-△H2+△H3+2△H4=-(c+2d-a-b)kJmol-1,所以CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(c+2d-a-b)kJmol-1;
(3)①由图可知,6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L,浓度变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L,则v(Cl2)==0.15 molL-1min -1;
②8min时,平衡时c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L,则原平衡时n(Cl2):n(CO):n(COCl2)=3:1:9,现在第8 min 加入体系中的三种物质各1 mol,则反应物的浓度增大程度大些,平衡正向移动;
③最终达到化学平衡时,Cl2的体积分数与上述第6min时Cl2的体积分数相同,即与开始平衡为等效平衡,完全转化到左边满足Cl2浓度为1.2mol/L、CO浓度为1.0mol/L,则:0.7ol/L+c(COCl2)=1.2mol/L,c(CO)=0.5mol/L+c(COCl2)=1.0mol/L,故c(COCl2)=0.5mol/L;
④由图1可知,升温平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,所以温度高,平衡常数减小;
⑤根据图象,第8min反应处于平衡状态,在第10分钟时是改变温度使平衡向逆反应方向移动,由④升温平衡向逆反应方向移动,可知正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,故T(8)<T(15)。
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【题目】已知:A是来自石油的重要有机化工原料,此物质可以用来衡量一个国家石油化工发展水平,E是具有果香味的有机物,F是一种高聚物,可制成多种包装材料。
(1)A的结构式为______。
(2)B分子中的官能团名称是______,C的名称为______。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①__ ___。
③___ ___。
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【题目】钛是一种性能非常优越的金属,它化学性质稳定,耐腐蚀、钛及钛合金主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船等领域,某实验室模拟硫酸法生产二氧化钛,实验流程如下:
(1)酸解过程中发生的主要反应如下:FeTiO3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O 请补充生成TiOSO4的化学方程式________________________________________;
(2)若取5g钛铁矿(主要成分是FeTiO3,含少量Fe2O3)于蒸发皿,加适量98%浓硫酸(密度1.84g/cm3)加热,请选择最接近的浓硫酸的用量_____________(填序号)。
A.2mL B.6mL C.25mL D.100mL
(3)在酸解后的浸取过程中,为提高浸出率可采用的方法有_____________。(任答一点)
(4)加“还原铁粉”的目的_____________。
(5)请根据FeSO4溶解度曲线,补充由过虑I中滤液获得副产品绿矾(FeSO4·7H2O)的具体操作:取过滤I所得的滤液_______________________________________________________________。
(6)“水解”过程的操作步骤:将滤液加热至90℃,加6~7倍体积的溺水,保持沸腾60min,减压过滤,用2mol/LH2SO4溶液洗涤沉淀,请思考,“将滤液加热至90℃”作用是_____________________________。沉淀用2mol/LH2SO4溶液洗涤而不是用水洗涤的原因_____________________________。
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【题目】某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程脱除燃煤尾气中的SO2,同时制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(1)上述流程中多次涉及到过滤操作,实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、 、 ;其中玻璃棒的作用是 。
(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原理是 。
(3)已知Ksp(CuS)=8.4×10-45,Ksp(NiS)=1.4×10-24;在除铜镍的过程中,当Ni2+恰好完全沉淀 (此时溶液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol/L),溶液中Cu2+的浓度是 mol/L。
(4)工业上采用惰性电极电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4,请写出阳极的电极反应式 ,电解总反应的化学方程式 。
(5)下列各组试剂中,能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是_________。(填编号)
a.NaOH溶液、酚酞试液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.碘水、淀粉溶液 d.氨水、酚酞试液
(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过 制得硫酸锰晶体。(MnSO4H2O,相对分子质量为169)
a.过滤 b.蒸发浓缩 c.冷却结晶 d.灼烧
(7)已知废气中SO2浓度为8.4 g/m3,软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%,则处理1000 m3燃煤尾气,可得到硫酸锰晶体质量为 kg(结果保留3位有效数字)。
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【题目】原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是宇宙中含量最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的+1价阳离子的核外有3个电子层且各层均充满。
回答下列问题:
(1)W+的价电子排布式为 。
(2)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,1mol Y2X2含有σ键的数目为 。
(3)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是 。
(4)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是 。
(5)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是 ,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物H2WCl3,反应的化学方程式为 。在晶胞中最近的2个原子距离是apm,晶胞的密度是_____________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
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【题目】某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B═H++HB-;HB-H++B2-,回答下列问题:
(1)NaHB溶液显___________(填“酸性”、“中性”或“碱性”或“酸碱性无法确定”),理由是___________。
(2)某温度下,向0.1mol/L的NaHB溶液中滴入0.1mol/LKOH溶液至中性,此时溶液中以下关系一定正确的是___________(填字母).
A.c(H+)c(OH-)═1×10-14 mol2/L2
B.c(Na+)+c(K+)═c(HB-)+2c(A2-)
C.c(Na+)>c(K+)
D.c(Na+)+c(K+)═0.05mol/L
(3)已知常温下H2B的钙盐(CaB)饱和溶液中存在以下平衡:CaB(s) Ca2+(aq)+B2-(aq)△H>0.
①温度升高时,Ksp ___________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
②滴加少量浓盐酸,c(Ca2+)___________,原因是___________(用文字和离子方程式说明)。
(4) 已知0.1molL-1NaHB溶液的pH=2,则0.1molL-1H2B溶液中氢离子的物质的量浓度可能是___________0.11molL-1(填“<”、“>”、或“=”); 理由是___________。
(5)0.1 mol/L NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是___________。
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【题目】二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源,利用二氧化碳合成新能源已成为环保化学家研究的热门课题。
(1)几种共价键的键能如表所示:
化学键 | C=O | H-H | C-H | C-O | H-O |
键能/kJ·mol-1 | 803 | 436 | 414 | 326 | 464 |
2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) _______________。
(2)“人工光合作用”技术备受瞩目,该技术模拟事物的光合作用,利用太阳光将H2O和CO2直接合成燃料和化工原料。科研人员模拟光合作用,设计如图甲所示装置制备二甲醚。能量转化形式为太阳能电能化学能、
①催化剂b的电极名称是_________________。
②若释放11.2L氧气(标准状况下),有___________mol H+___________(填质子的迁移方向)。
③催化剂a上的电极反应式为______________。
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2的零排放,其基本原理如图乙所示:
①生产过程中能量的转化形式是__________________。
②电解反应在温度小于900时进行,碳酸钙分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为_______________,阴极的电极反应式为______________。
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【题目】己二酸是一种工业上具有重要意义的有机二元酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,能够发生成盐反应、酷化反应等,并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等,己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位。实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如下:
可能用到的有关数据如下:
实验步骤如下:
Ⅰ、在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸(密度为1.31g/cm),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇。
Ⅱ、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65 ℃之间。
Ⅲ、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃-90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止。
Ⅳ、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品。
Ⅴ、粗产品经提纯后称重为5.7g。
请回答下列问题:
(1)滴液漏斗的细支管a的作用是________,仪器b的名称为________。
(2)己知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO2 +NaNO3 +H2O
NO+NO2+2NaOH =2NaNO2+H2O;如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为:_________________、__________________;
(3)向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果:_________________________________。
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和________洗涤晶体。
(5)粗产品可用________法提纯(填实验操作名称)。本实验所得到的己二酸产率为________。
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【题目】可逆反应:2NO22NO+O2 在恒容密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2;
②单位时间内生成n molO2 的同时生成2n mol NO;
③用NO2、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态;
④混合气体中不变;
⑤混合气体的颜色不再改变的状态;
⑥混合气体的密度不再改变的状态;
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A.①⑤⑥ B.①④⑤⑦ C.①⑤⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦
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