(14分)
Ⅰ.氯碱工业中常用离子交换膜法电解制碱(如图1所示)。
(1)写出图1中阴极的电极反应式 。
(2)已知阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过。工业上若用图2装置电解饱和Na2SO4溶液来生产纯净的NaOH和H2SO4,则该装置最主要的缺陷是 。
Ⅱ.辉钼矿(MoS2)是一种重要的矿物。图3是辉钼矿多层焙烧炉的示意图,其中1,2,3,…是炉层编号。580,600,610,…是各炉层的温度(℃)。图4给出了各炉层固体物料的物质的量百分含量。
已知:MoS2焙烧生成1molMoO3的反应热△H1=-1011KJ/mol;MoO2氧化生成1molMoO3的反应热△H2=-154KJ/mol。试回答:
(1)验证辉钼矿焙烧生成的气体是SO2而不是SO3的方法是 。
(2)辉钼矿焙烧生成的气体能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色,用化学方程式表示褪色的原因 。
(3)第6炉层存在的固体物质分别是MoS2、MoO3、MoO2,则它们的物质的量之比为 。
(4)图4表明,中间炉层(4~6)可能存在一种“固体+固体→固体+…”的反应,请写出该反应的热化学反应方程式 。
(除标注外,每空2分,共14 分)
Ⅰ (1)2H2O + 2e—= H2↑ + 2OH— 或2H+ + 2e—= H2↑
(2) 缺阴离子交换膜 (3分,合理答案均计分)
Ⅱ (1)收集少量气体,将气体通入品红溶液中,观察到品红溶液褪色,加热又恢复原色 (合理答案均计分)
(2) 5SO2 + 2H2O + 2KMnO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
(3) 1:1:3
(4) MoS2(s) + 6MoO3(s) = 7MoO2(s) + 2SO2(g) △H=+67KJ/mol (3分)
解析试题分析:I、(1)阴极是水中的氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H2O + 2e—= H2↑ + 2OH—
(2)该装置中缺少阴离子交换膜,不能阻止氢离子的定向移动,则阳极得不到硫酸产品;
II、(1)二氧化硫的检验使用品红溶液,收集少量气体,将气体通入品红溶液中,观察到品红溶液褪色,加热又恢复原色 ;
(2)焙烧生成的气体能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色,实际是二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液的氧化还原反应,化学方程式为 5SO2 + 2H2O + 2KMnO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
(3)根据图4可知MoS2、MoO3、MoO2的物质的量之比近似等于1:1:3;
(4)图4表明,中间炉层(4~6)中可能存在一种“固体+固体→固体+…”的反应,依据图象变化减小的是反应物,增大的是生成物,反应的化学方程式为:MoS2+6MoO3=7MoO2+2SO2;根据MoS2焙烧生成1molMoO3的反应热△H1=-1011KJ/mol;MoO2氧化生成1molMoO3的反应热△H2=-154KJ/mol及盖斯定律计算出MoS2+6MoO3=7MoO2+2SO2的反应热为+67KJ/mol ,所以该反应的热化学方程式为MoS2(s) + 6MoO3(s) = 7MoO2(s) + 2SO2(g) △H=+67KJ/mol
考点:考查电化学理论的应用,化学方程式、热化学方程式的判断与书写,盖斯定律得应用,流程的分析
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(4分,每空1分)如图所示,把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小片镁片,再用滴管滴5mL稀盐酸于试管中。
试回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是 。
(2)产生上述现象的原因是 。
(3)写出有关反应的离子方程式: 。
(4)由实验推知,溶液和氢气的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)镁片和稀盐酸的总能量。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
反应过程的能量变化如图所示。已知l mol SO2(g)氧化为1 molSO3 (g)的。请回答下问题;
(1)E表示___________________;E的大小对该反应的反应热__________(填“有”或“无”)影响。
(2)该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中△H___________(填“变大”、“变小”或“不变”),理由是________。
(3)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol,计算由S(s)生成2mol SO3(g)的△H =________________。
(4)在一定条件下向容积为2L的容器中通入4molSO2和3molO2,充分反应达平衡后,SO3的体积分数为1/3。若在相同的条件下向容积为2L的容器中通入amolSO2和,bmolSO3,和cmol,反应向逆反应方向进行且达到平衡时SO3的体积分数也为1/3。则c的取值范围为___________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,其主要有害成分是CO、氮氧化物(NOx)等。
(1)NOx产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N2和O2反应,其能量变化值如右图所示,
则:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H= 。
(2)汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图一。
① NO与CO混存时,相互反应的化学方程式为 。
② 1000K,n(NO)/n(CO)=5:4时,NO的转化率为75%,则CO的转化率约为 。
③ 由于n(NO)/n(CO)在实际过程中是不断变化的,保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在 K之间。
(3)汽车尾气中NOx有望通过燃料电池实现转化。已经有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料电池,其原理如图二。
① 图中石墨Ⅱ为电池的 极。
② 在该电池使用过程中,石墨I电极上的产物是氧化物Y,其电极反应式为 。
(4)甲醇也可用于燃料电池。工业上采用反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密闭反应器中,H2的平衡转化率与温度、压强的关
系如图三所示,则A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的
大小关系为 。
② 某高温下,将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生
反应,达到平衡后测得c(CO2)=2.0mol·L-1,则该温度下反应的平
衡常数值为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)2013年12月2日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空,进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭,一、二级为常规燃料,常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ.常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1
②H2(g)+ F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.200 | 0.100 | 0.080 | 0.050 | 0.050 | 0.050 |
n(O2)(mol) | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(I)保护环境已成为当前和未来的一项全球性课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题,并缓解能源危机,有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想,如图所示:
请回答下列问题:
(1)过程Ⅰ的能量转化形式为________能转化为________能。
(2)上述转化过程中,ΔH1和ΔH2的关系是________。
(3)断裂1 mol化学键所需的能量见下表:
共价键 | H—N | H—O | N≡N | O=O |
断裂1 mol化学键所需能量/(kJ·mol-1) | 393 | 460 | 941 | 499 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。
已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 | C—C | C—H | H—H | C—O | C≡O | H—O |
键能/kJ·mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
化学反应原理对于工业生产和科研有重要意义
I、下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度 | |
973 K | 1173 K | ||
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) | K1 | 1.47 | 2.15 |
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) | K2 | 2.38 | 1.67 |
③CO(g) +H2O(g)CO2(g) +H2(g) | K3 | ? | ? |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,1 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7 kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式__________________________________
(2)已知反应CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)+H2(g),有关化学键的键能如下。
化学键 | C—H | C=C | C—C | H—H |
键能/kJ·mol-1 | 414.4 | 615.3 | 347.4 | 435.3 |
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