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运用化学反应原理研究碳、氮、硫、氯等单质及其化合物的反应,对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。

(1)下列措施中,不利于环境保护的有         (填编号)。

a.大量开采使用化石燃料

b.使用无氟冰箱、空调

c.多步行多乘公交车,少用专车和私家车

d.将工业“废气”、“废液”、“废渣”直接排放

(2)工业上的“脱碳”指的是从“脱硝”、“脱硫”后的烟气用碱液吸收并得到浓缩的二氧化碳。利用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。

①写出吸收二氧化碳的离子方程式                      

②常温下,0.1mol/LNaHCO3溶液的pH>8,则溶液中c(H2CO3) _______c(CO32) (填“>”、“<”或“=”)。

③合成的甲醇可以做为新型燃料电池的原料,若电解液是碱性的,则其负极的电极反应式为       

(3)二氧化氯(ClO2),为一种黄绿色气体,是公认的高效、广谱安全的杀菌消毒剂。工业上制备ClO2的反应原理为:4HC1(浓)+2NaClO3=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。上述反应中,产生1 mol ClO2,则被氧化的HC1为        

(4)SO2溶于水可以得到二元弱酸H2SO3(亚硫酸)。

①25℃时,将NaOH深液与亚硫酸混合至恰好中和,则混合液中各种离子浓度的大小关系为         

②25℃时,当NaOH溶液与H2SO3等物质的量混合时,发现混合液pH<7,请你简要解释其原因     

 

【答案】

(14分,每空2分)(1)ad (2)①CO2+2OH=CO32-+H2O或CO2+OH=HCO3  ②>

③CH3OH+8OH―6e=CO32+6H2O  (3)1mol或36.5g

(4)①c(Na+)>c(SO32)>c(OH)>c(HSO3)>c(H)

②HSO3的电离程度大于其水解程度或HSO3的水解程度小于其电离程度

【解析】

试题分析:(1)a.大量开采使用化石燃料,可减少非再生资源,不利于节能减排和环境保护,故a错误; b、氟里昂能产生氯原子,它是臭氧分解的催化剂,购买不含“氟里昂”的绿色环保冰箱,可以减少臭氧层的破坏,故b正确;c、汽车燃烧的废气中均含有CO2、SO2、NOx等气体,多步行或乘公交车,少用专车或私家车,可以降低大气中的CO2、SO2、NOx浓度,故c正确;d、工业上废气、废渣和废液的任意排放能造成水体污染,不利于环境保护,故d错误,答案选ad。

(2)①二氧化碳是酸性氧化物,能与碱反应生成盐和水,反应的离子方程式为CO2+2OH=CO32-+H2O或CO2+OH=HCO3

②常温下,0.1mol/LNaHCO3溶液的pH>8,这说明碳酸氢根离子的水解大于其电离程度,所以溶液中c(H2CO3) >c(CO32)。

③原电池中负极失去电子发生氧化反应,正极得到电子发生还原反应。所以以甲醇为燃料制作的新型燃料电池中正极通入O2,负极通入甲醇。由于电解液是碱性溶液,因此甲醇的氧化产物是CO32,所以负极电极反应为CH3OH+8OH―6e=CO32+6H2O。

(3)根据反应的化学方程式可知,氯酸钠中氯元素的化合价从+5价降低到+4价,得到1个电子,即ClO2是还原产物。氯化氢中氯元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,即氯气是氧化产物,所以每产生1mol ClO2,被氧化的HC1为1mol,质量是1mol×36.5g/mol=36.5g。

(4)①H2SO3与NaOH恰好中和生成Na2SO3,由于亚硫酸钠是强碱弱酸盐,因此SO32水解,溶液显碱性,且第一步水解远远大于第二步水解,由于两步水解都生成OH离子,所以溶液中离子浓度大小关系是c(Na+)>c(SO32)>c(OH)>c(HSO3)>c(H)。

②NaOH溶液与H2SO3等物质的量混合时生成NaHSO3,混合液pH<7, 即NaHSO3溶液呈酸性,这说明HSO3的电离程度大于其水解程度。

考点:考查常见生活环境的污染及治理;化学电源新型电池;氧化还原反应的计算;离子浓度大小的比较;酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算等

 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

运用化学反应原理研究氢、氧、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义

(1)已知:25℃时KSP(AgCl)=1.6×l0-10     KSP(AgI)=1.5×l0-16
海水中含有大量的元素,常量元素如氯,微量元素如碘,其在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1L0.002mol?L-l的NaCl溶液中加入0.1L0.002mol?L-l硝酸银溶液,有白色沉淀生成,产生沉淀的原因是(通过计算回答)
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
,向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI溶液,看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)

(2)过氧化氢的制备方法很多,下列方法中原子利用率最高的是
D
D
(填序号).
电解
A.BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2
B.2NH4HSO4
 点解 
.
 
(NH42S2O8+H2↑;
(NH42S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2
C.CH3CHOHCH3+O2→CH3COCH3+H2O2
D.乙基蒽醌法见图1
(3)某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响,实验结果如图2、图3所示.注:以上实验均在温度为20℃、w(H2O2)=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg?L-1的条件下进行.图2中曲线a:H2O2;b:H2O2+Cu2+;c:H2O2+Fe2+;d:H2O2+Zn2+;e:H2O2+Mn2+;图3中曲线f:反应时间为1h;g:反应时间为2h;两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关).
由上述信息可知,下列叙述错误的是
B
B
(填序号).
A.锰离子能使该降解反应速率减缓
B.亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C.海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D.一定条件下,铜离子浓度一定时,反应时间越长,海藻酸钠溶液浓度越小.

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科目:高中化学 来源: 题型:

运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡
向左
向左
移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂
不改变
不改变
反应的△H(填“增大”“减小”或“不改变”).
(2)已知:O2(g)═O
 
+
2
(g)+e-△H1=1175.7kJ?mol-1
PtF6(g)+e-═PtF
 
-
6
(g)△H2=-771.1kJ?mol-1
O2PtF6(s)═O
 
+
2
(g)+PtF
 
-
6
(g)△H3=482.2kJ?mol-1
则反应:O2(g)+PtF6(g)═O2PtF6(s)的△H=
-78.2
-78.2
kJ?mol-1
(3)已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
在25℃下,向浓度均为0.1mol?L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成
Cu(OH)2
Cu(OH)2
沉淀 (填物质的化学式),生成该沉淀的离子方程式为
Cu2++2NH3?H2O?Cu(OH)2↓+2NH4+
Cu2++2NH3?H2O?Cu(OH)2↓+2NH4+

(4)在25℃下,将a mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH
 
+
4
)=c(Cl-),则溶液显
中性
中性
性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3?H2O的电离常数Kb=
10-9
a-0.01
10-9
a-0.01

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

运用化学反应原理研究氮、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)如图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成lmolNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式(△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示):
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=2(Q1-Q2)kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=2(Q1-Q2)kJ?mol-1

(2)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定--氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2
         通电         
.
(一定条件)
2NH3.则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入
极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3

(3)氨气溶于水得到氨水.在25℃下,将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合(混合后体积为混合前体积之和),反应后溶液显中性.求25℃下该混合溶液中氨水的电离平衡常数
b×10-7
a-b
b×10-7
a-b

(4)已知:25℃时KSP(AgCl)=1.6×l0-10   KSP(AgI)=1.5×l0-16
海水中含有大量的元素,常量元素如氯,微量元素如碘,其在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1L0.002mol?L-l的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1L0.002mol?L-l硝酸银溶液,有白色沉淀生成,从难溶电解质的溶解平衡角度解释产生沉淀的原因是
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
,向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI溶液,看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
AgCl(s)+I-(aq)═AgI(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+I-(aq)═AgI(s)+Cl-(aq)

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),混合体系中SO3的质量分数和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).根据图示回答下列问题:

①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H
0(选填“>”或“<”);若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡
向左
向左
移动(选填“向左”、“向右”或“不”);
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1
K2;若反应进行到状态D时,v
v(选填“>”、“<”或“=”).
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.
①图2是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1mol NH3过程中能量变化示意图,请写出合成氨的热化学反应方程式:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
△H=2(a-b)kJ?mol-1
△H=2(a-b)kJ?mol-1
.(△H的数值用含字母a、b的代数式表示,不必注明反应条件)
②氨气溶于水得到氨水.在25℃下,将xmol?L-1的氨水与ymol?L-1的盐酸等体积混合,所得溶液呈中性.则x
y,所得溶液中c(NH4+
=
=
C(Cl-)(选填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代数式表示出一水合氨的电离平衡常数
10-7y
x-y
mol/L
10-7y
x-y
mol/L

(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol?L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成,向反应后的浊液中,继续加入0.1mol?L-1的NaI溶液,看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
.(已知25℃时Ksp[AgCl]=1.0×10-10 mol2?L-2,Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2

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科目:高中化学 来源: 题型:

运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
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(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1示,根据图回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H
 
0(填“>”或“<”),若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氩气,该反应的正反应速率将
 
(填“增大”“减小”或“不变”);
②若A、C两点反应的平衡常数分别为K1,K2,则K1
 
K2(填“>”、“<”或“=”).
(2)图2是一定的温度和压强下工业上合成1molNH3过程中能量变化示意图.
①请写出工业合成氨的热化学方程式
 
(△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示)
②氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将a mol?L-1的盐酸与b mol?L-1的氨水等体积混合,反应后溶液显中性,则c(Cl-
 
c (NH4+)(填“>”、“<”或“=”);用含a和b的代数式表示出该混合溶液中氨水的电离平衡常数
 

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