【题目】(1)肼(N2H4)又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池,NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂。肼燃料电池原理如图所示,通入氧气的电极上发生的电极反应式为____________________。
(2)在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
①到达平衡时NO的转化率为_________。
②用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=____________________。
③如下图所示,表示NO2变化曲线的是________。
④能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
A.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2) D.容器内的密度保持不变
【答案】O2+4e-+2H2O=4OH-65%1.5×10-3 mol·L-1·s-1bBC
【解析】
(1)原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的,因此通入N2H4的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电解质溶液显碱性,则正极上发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)①到达平衡时剩余NO 0.007mol,消耗NO是0.020mol-0.007mol=0.013mol,所以NO的转化率为0.013mol/0.020mol×100%=65%。
②从0~2 s内消耗NO是0.020mol-0.008mol=0.012mol,所以根据方程式可知消耗氧气是0.006mol,浓度是0.006mol÷2L=0.003mol/L,则用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=0.003mol÷2s=1.5×10-3 mol·L-1·s-1。
③NO2是生成物,根据以上分析可知平衡时生成NO2是0.013mol,浓度是0.013mol÷2L=0.0065mol/L,所以表示NO2变化曲线的是b。
④A.v(NO2)=2v(O2)不能说明正逆反应速率相等,则反应不一定达到平衡状态,A错误;
B.正反应体积减小,则容器内压强保持不变说明反应达到平衡状态,B正确;
C.v逆(NO)=2v正(O2)说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,C正确;
D.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此容器内的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,D错误。
答案选BC。
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【题目】工业上制硫酸的主要反应之一为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中能量的变化如图所示。
(1)由图可知该反应的正反应为_____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)升高温度,平衡向_________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;正反应速率_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),逆反应速率_____________。
(3)向反应体系中加入催化剂后,图中E1____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),E3___________。
(4)已知:2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) △H=-442.4 kJ·mol-1;
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297.0 kJ mol-1。
则H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是_________________,当此反应转移3 mol电子时,放出的热量为_______kJ。
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【题目】利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3,还含有少量Al2O3、 MgO、SiO2等杂质)制备铁红工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)还原焙烧后,Fe元素的化合价为__________。
(2)“酸浸”实验中,需加入絮凝剂沉淀杂质。絮凝剂用量和过滤时间对铁红成份的影响如下表所示。由表可知,所采用的最佳实验条件为__________。
絮凝剂用量/×10-6t | 过滤时间min | Fe2O3含量% | SiO2含量% |
40 | 5 | 96.5 | 0.12 |
50 | 10 | 97.9 | 0.10 |
60 | 20 | 98.3 | 0.07 |
100 | 40 | 99.4 | 0.01 |
150 | 150 | 99.5 | 0.008 |
(3)若“合成”中c(Mg2+)=0.01mol/L,加入NH4HCO3(设溶液体积增加1倍),当Fe2+恰好沉淀完全时,溶液中c(Fe2+)=1.0×10-5mol/L,此时是否有MgCO3沉淀生成?_______(列式计算)。FeCO3、MgCO3的Ksp分别为3.2×10-11、3.0×10-8。
(4)“合成”过程中发生反应的离子方程式为_____________.
(5)“合成”过程中温度对亚铁离子转化率的影响如下图,分析选择反应温度为40℃的原因是________。
(6)“煅烧”中由FeCO3制备Fe 2O3的化学方程式为___________。
(7)本流程中,铝元素是以________(填化学式)span>形式被除去的。
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【题目】向某密闭容器中加入 0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的 B 三种气体, 一定条件下发生如下反应: 3A(g) B(g)+2C(g),各物质的浓度随时间变化如图所示[t0~t1 阶段的 c(B)变化未画出]。下列说法中正确的是( )
A. 若 t1=15 s,则用 A 的浓度变化表示 t0~t1阶段的平均反应速率为 0.004 mol·L-1·s-1
B. t1时该反应达到平衡, A 的转化率为 60%
C. 该容器的容积为2 L,B的起始的物质的量为 0.02 mol
D. t0~t1 阶段, 此过程中容器与外界的热交换总量为 a kJ,该反应的热化学方程式为 3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=-50a kJ·mol-1
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【题目】海带中含有碘元素。某实验小组设计了如下实验流程,通过实验证明海带中存在碘元素,并从海带中提取出碘单质。
根据实验流程回答下列各题:
(1)步骤①中灼烧所用到硅酸盐材质的仪器,除酒精灯外还有______。
(2)步骤③的操作名称为______。
(3)经过步骤③以后,所得滤液中主要含有可溶性的无机盐:氯化钠、硫酸钠、碘化钠等。为了将I-变为碘单质,可加入经硫酸酸化的双氧水氧化,写出该反应的离子方程式______。检验步骤④是否成功的方法是______。
(4)步骤⑤操作名称是______。
(5)为了进一步制得纯净的碘单质,可以通过步骤⑥实现,实验装置如下图所示。
已知实验中得到的粗碘为碘的CCl4溶液,CCl4的沸点76.8℃、I2的沸点184.4℃。
①指出图中错误的地方并改正______。
②锥形瓶中先收集到的物质是______。
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【题目】实验室制取乙烯的反应原理为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,选用下图A进行反应。但常因温度过高而使乙醇和浓硫酸生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中存在乙烯和二氧化硫,试回答下列问题。
(1)将下列所给的试剂中选出所必需的试剂,按气流方向从左到右依次是:______(可重复,填字母)。
A.品红溶液 B.NaOH溶液 C.浓H2SO4 D.溴水
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是______。
(3)使用装置Ⅲ的目的是______。
(4)确定含有乙烯的现象是______。
(5)写出IV中发生的化学反应方程式______。
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