【题目】用Cl2生产含氯有机物时会产生HCl,利用如下反应可实现氯的循环利用。4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)+Q(Q>0)在2L密闭容器中进行该反应,在不同时间测得实验数据如下表:
物质 物质的量 (mol) 时间 | HCl(g) | O2(g) | H2O(g) | Cl2(g) |
0min | 4 | 1 | 0 | 0 |
2min | 1.2 | 0.3 | 1.4 | |
3min | 1.2 | 0.3 | 1.4 | |
4min | 1.0 | 0.35 | 1.5 |
(1)计算0~2min内Cl2的平均生成速率___________________。 该反应合适的温度范围是380~440℃,选择该温度范围可能的原因是:①加快反应速率;②_______________________________。
(2)工业上用传感器检测反应容器中的气体压强,当压强保持不变时,表面反应已达平衡。能通过检测压强判断反应是否达到平衡状态的理由是__________________________。
(3)实验时,在3~4min之间改变了某一条件造成平衡移动。表中数据说明平衡向____移动(填“左”或“右”);达到新平衡后,与原来相比平衡常数_______(填“变大”、“变小”、“不变”)。
(4)Cl2也可用于制备新型净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。配平制备反应的化学方程式___Fe(NO3)3+___NaOH+___Cl2→___Na2FeO4+___NaNO3+___NaCl+___H2O若反应消耗3.36L Cl2(标准状况),则转移电子的数目是________。
(5)用Na2FeO4杀菌消毒的优点是还原产物具有净水作用,缺点是还原产物会对铁制水管造成腐蚀,造成腐蚀的原理有________________________________________。
【答案】0.35mol/(Lmin) 催化剂活性较高 该反应反应物的系数之和与产物的系数之和不相等,反应前后会有气体的物质的量发生改变,因此压强会随气体的物质的量的变化而改变,当压强不变时,可以知道气体的物质的量不发生改变,因此说反应达到了平衡 右 不变 2 16 3 2 6 6 8 0.3NA Na2FeO4在杀菌消毒时,本身被还原为Fe3+,Fe3+与单质铁发生反应使其溶解
【解析】
根据定义计算反应速率,根据反应条件逆推选择的原理,由化学平衡的特征判断平衡标志,据平衡移动原理判断平衡移动方向,根据化合价升降相等配平氧化还原反应方程式。
(1)据化学反应速率定义,0~2min内v(Cl2)=v(H2O)==0.35mol/(L·min)。主要从反应速率和化学平衡角度选择反应的合适温度范围,化工生产中常用催化剂,必须考虑其活性温度。
(2)反应“4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)”前后气体分子数有变化,在恒温恒容条件下,当容器内压强不变时,容器内气体总物质的量也不变,表明反应已达化学平衡。
(3)从表中数据知,2~3min之间建立了化学平衡;3~4min之间改变的一个条件为增加0.1molO2。据平衡移动原理,化学平衡向右移动。因化学平衡常数只与温度有关,新平衡时化学平衡常数不变。
(4)反应中铁从+3升到+6价,氯从0降到-1价,据化合价升降相等得2Fe(NO3)3——3Cl2,进而观察配平其它物质,2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2→2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O。反应中消耗氯气与转移电子的关系为3Cl2~6e-,则消耗3.36L Cl2(标准状况),即0.15mol氯气,则转移电子0.3mol。
(5)用Na2FeO4杀菌消毒时,其还原产物是Fe3+,它可水解生成氢氧化铁胶体,具有净水作用;Fe3+会与铁反应2Fe3++Fe=3Fe2+,腐蚀铁制水管。
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【题目】某实验室需要 1.0 mol/L 的碳酸钠溶液 450 mL,利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)来配制。下列说法正确的是
A. 应称取该碳酸钠晶体128.7 g
B. 取 100 mL 该溶液,向其中加入100 mL 水,所得溶液浓度为0.5 mol/L
C. 定容时俯视刻度线会引起配制溶液的浓度偏高
D. 定容、摇匀、静置后发现液面低于刻度线,应再补加少量水至刻度线
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【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)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,在两个恒容容器中发生上述反应,相关信息如下表及图所示,回答下列问题:
容器 | 甲 | 乙 |
容积/L | 1 | 1 |
温度/K | T1 | T2 |
起始充入量 | lmolO3 2mol NO2 | lmolO3 2mol NO2 |
①0-10min内甲容器中反应的平均速率:v(O3) =_______mol·L-1·min-1 。
②T1________T2 (填“>”“<”或“=”),T1时,该反应的平衡常数K的值为____________。
③下列措施能提高容器乙中NO2转化率的是________(填序号)。
A.向容器中充入He,增大容器的压强 B.升高容器的温度
C.向容器中再充人一定量的NO2 D.向容器中再充入lmol O3和2mo NO2
④T1时,若起始时向容器甲中充入2mo1 NO2、lmolO3、2mollN2O5和2molO2,则脱硝反应达到平衡前,v(正)________v(逆) (填“>”“<”“=”)。
(3)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)
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【题目】下列关系式中,正确的是
A. 等浓度等体积的CH3COOH和CH3COONa溶液混合:c(CH3COO- )+c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
B. 常温下,0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L NaOH溶液等体积完全反应时,溶液中一定存在:c(Na+)=c(A-)>c(OH )=c(H+)
C. 常温下,0.1 mol·L-1Na2S溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
D. 常温下,将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释,当溶液的pH从3.0升到5.0时,溶液中c(CHCOO-)/c(CHCOOH)的值增大到原来的100倍
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【题目】一定条件下,Fe、HCN与K2CO3可发生反应Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O。请回答下列问题:
(1)金属铁的堆积方式为___________,其配位数为___________。
(2)HCN分子的结构式为___________,写出一种与CN-互为等电子体的阴离子:___________。
(3)键角NH3___________(填“>”“<”或“=")NF3,原因是___________。
(4)K4Fe(CN)6的中心离子的核外电子排布式为___________。
(5)C、N、O、H的第一电离能由小到大的顺序为___________。
(6)冰的晶体结构模型如图所示,其晶胞结构(如图所示)与金刚石的晶胞结构相似,水分子间以氢键相连,则一个晶胞中含有___________个氢键,用NA表示阿伏加德罗常数的值,若氢键的键长为dnm,则晶体密度ρ=___________g·cm-3(用含有d、NA的代数式表示)。
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【题目】(1)3.01×1023 个NH3分子的物质的量______
(2)0.5molH2SO4含有的氧原子数______
(3)2.3gNO2的物质的量______
(4)标况下,33.6LN2的物质的量______其分子数为______
(5)与6.4gSO2所含的氧原子数相等的NO分子的质量为______
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【题目】下列实验操作能达到实验目的的是()
A. 制备Fe(OH)3胶体:向沸腾的NaOH稀溶液中滴加FeCl3饱和溶液
B. 为了除去乙醇中的少量水,可向其中加入CaO,然后再蒸馏
C. 用瓷坩埚高温熔融Na2CO3固体
D. 用过滤的方法除去NaCl溶液中含有的少量淀粉胶体
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【题目】某校学生用下图所示装置进行实验。以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。
请回答下列问题:
(1)写出装置Ⅱ中发生的主要化学反应方程式____________________________,其中冷凝管所起的作用为导气和________,Ⅳ中球形干燥管的作用是__________。
(2)实验开始时,关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始。Ⅲ中小试管内苯的作用是_________________________。
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是______________________。
(4)纯净的溴苯是无色油状的液体,这个装置制得的溴苯呈褐色,原因是里面混有溴,将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;②用______洗涤,振荡,分液;③再用蒸馏水洗涤,振荡,分液;④加入无水氯化钙干燥⑤蒸馏。
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【题目】过二硫酸钾(K2S2O8)是白色晶体、无味、易潮解、不稳定,是重要的氧化剂,用途广泛。
回答下列问题:
(1)过二硫酸钾的结构探究
过二硫酸钾中含有-1、-2价的氧元素,-l、-2价 氧的原子个数之比为____。
(2)过二硫酸钾的制取探究
过二硫酸钾可采用电解硫酸和硫酸钾的混合物制取,装置如图。阳极的电极反应为____,阴极区pH将____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)过二硫酸钾的性质探究
①取硫酸锰溶于试管中,滴入K2S2O8溶液,溶液呈紫红色,K2S2O8的还原产物为SO42-,该反应的离子方程式为____。
②取过二硫酸钾装入硬质玻璃管中,加热,分解产生的气体依次通过装置B、C、D。实验发现B中产生白色沉淀,C中溶液颜色无明显变化现象;用带火星的木条靠近D中的 a,木条复燃。
有同学认为依据上述实验现象,可以判断过二硫酸钾热分解产生了SO3和O2、而没有产生SO2,据此得出过二硫酸钾分解反应的化学方程式为____。有同学认为仅依据上述实验现象,所得气体除可能是SO3与O2的混合物外,还可能是 ___或 ___的混合物。为确定过二硫酸钾分解所得混合气体中是否含有SO3,可将上述实验中装置B整体更换为 ___。
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