【题目】化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
(1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为___________________________。
(2)已知反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ·mol-1。测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
温度(℃) | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
①该反应的化学平衡常数K的表达式为____________,a________0(填“>”、“<”或“=”)。在500 ℃ 2 L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5 min后达到平衡时CO2的转化率为________,生成CO的平均速率v(CO)为_______________。
②700 ℃反应达到平衡后,要使反应速率增大且平衡向右移动, 可采取的措施有 ___________。
(3)利用CO与H2可直接合成甲醇,下图是由“甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图,写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式_____________________,利用该电池电解1L 0.5mol/L的CuSO4溶液,当消耗560mLO2(标准状况下)时,电解后溶液的pH=_________(溶液电解前后体积的变化忽略不计)。
【答案】2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJmol-1K=c(CO)/c(CO2)>50%0.2mol/(L.min)增加 CO2 的量、升高温度(填一种即可)CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+1
【解析】
(1)由图示可以知道,两步反应的完成的热效应与一步完成的热效应是相同的;
(2)①化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,据此书写反应的平衡常数,注意固体不需要写出;由表中数据可以知道,对于该反应,温度越高平衡常数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,据此判断a值的符号;
令平衡时参加反应的二氧化碳的物质的量为xmol,利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量,气体的化学计量数都为1,前后气体的物质的量相等,用物质的量代替浓度代入平衡常数计算x的值,再利用转化率定义计算二氧化碳的转化率;根据参加反应的二氧化碳的物质的量计算生成的CO的物质的量,再根据计算 v(CO);
②根据平衡移动原理进行分析解答;
(3)负极发生氧化反应,根据电子守恒求消耗的氢氧根离子浓度。
(1)由图示可以知道,两步反应的完成的热效应与一步完成的热效应是相同的,将两个反应相加可得2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJmol-1,
因此,本题正确答案是:2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJmol-1;
(2) ①反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数K=c(CO)/c(CO2),
由表中数据可以知道,对于该反应,温度越高平衡常数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应进行,故a>0,
令平衡时参加反应的二氧化碳的物质的量为xmol,则:
Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)
开始(mol) 4 0
变化(mol)x x
平衡(mol) 4-x x
所以K==1,计算得出x=2,
故二氧化碳的转化率为×100%=50%,
故CO表示的平均速率v(CO)==0.2 mol/(Lmin),
因此,本题正确答案是:K=c(CO)/c(CO2) ;>;50%;0.2mol/(Lmin);
②根据该反应是气体体积不变的吸热反应,所以要使反应速率增大且平衡向右移动,可采取的措施是增加CO2的量或者升高温度,
因此,本题正确答案是:增加 CO2 的量或升高温度;
(3)负极发生氧化反应,负极CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,当消耗560mLO2 (标准状况下)时即=0.025mol,根据电子守恒4OH-~O2~4e-,则消耗的氢氧根离子物质的量为0.025mol ×4=0.1mol,所以溶液中氢离子的浓度为:=0.1mol/L,故pH=1,
因此,本题正确答案是:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;1。
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【题目】根据物质结构和元素周期表的相关知识回答下列问题:
I.用A+、B-、C2-、D表示含有18个电子的离子或分子。请填空:
(1)A元素是__________,B元素是__________,C元素是__________。(用元素符号表示)
(2)物质D由两种元素组成,每个分子中含有三个原子,其分子式是________,电子式是______________。
Ⅱ.X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
回答下列问题:
(1)Y在元素周期表中的位置为______________,
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是______________ (写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是______________(写化学式)。
(3)Y和Z的两元素之间形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式为______________。
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【题目】I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O ii.I2+2H2O+SO2 SO42- +4H++2I-
探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ |
试剂组成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
下列说法不正确的是( )
A. 水溶液中SO2歧化反应方程式为3SO2+2H2O 2H2SO4 +S↓
B. II是I的对比实验,则a=0.4
C. 比较I、II、III,可得出的结论是:I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率
D. 实验表明,SO2的歧化反应速率IV>I,原因是反应i比ii快;IV中由反应ii产生的H+使反应i加快
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【题目】已知醋酸、醋酸根离子在溶液中存在下列平衡及其对应的平衡常数
CH3COOHCH3COO-+H+K1=1.75×10-5△H1>0
CH3COO-+H20CH3COOH+OH-K2=5.71×10-10△H2>0
常温下,将等体积、等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠溶液混合,下列叙述正确的是
A. 温度不变,若在混合溶液中加入少量NaOH固体,c(CH3COO-)减小
B. 对混合溶液进行微热,K1增大、K2减小
C. 调节混合溶液的pH值至中性,则此时溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)
D. 已知水的离子积为Kw,则三者关系为K1·K2=Kw
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【题目】非金属元素H、C、O、S、Cl能形成的化合物种类很多,单质及化合物的用途很广泛。
⑴ O2-的电子式为___________;
⑵ O、Cl两元素形成的单质和化合物常用来杀菌消毒,试举例________(写化学式,任写两种);
⑶ CH3OH在常温下为液态,沸点高于乙烷的主要原因是__________________________;
⑷ Cl2是一种大气污染物,液氯储存区贴有的说明卡如下(部分):
危险性 | |
储运要求 | 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪 |
泄漏处理 | NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
包装 | 钢瓶 |
①用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用____________________________。
②若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是_________________。
③将Cl2通入适量KOH溶液中,产物中可能有KCl、KClO、KClO3。当溶液中
c(Cl-) : c(ClO-)=11 : 1时,则c(ClO-) :c(ClO3-)比值等于_____________。
⑸ 镁是一种较活泼的金属, Mg与Ca类似,也能与C形成某种易水解的离子化合物。已知该化合物0.1mol与水完全反应后,产生0.1mol的某种气体。该气体被溴水全部吸收后,溴水增重2.6g。请写出该水解反应方程式___________________________。
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【题目】下列说法正确的是
A. 水的电离方程式:H2O = H++ OH-
B. pH=7的溶液一定是中性溶液
C. 升高温度,水的电离程度增大
D. 将稀醋酸加水稀释时,c(H+)减小,c(OH-)也减小
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【题目】氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3 与稀硫酸反应的化学方程式为__________________________。
(2)加入H2O2 氧化时,发生反应的离子方程式为__________________________。
(3)滤渣2 的成分是____________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑ MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑ MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中通过排水法收集的气体可以是___________(填化学式)。
②C中溶液用于吸收CO2,B中盛放的溶液可以是___________(填字母)。
a.NaOH 溶液 b.Na2CO3 溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:______________________________。
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【题目】某气态烃中碳和氢的质量比是24∶5,该烃在标准状况下的密度为2.59 g·L-1,其分子式为 ( )
A. C2H6B. C4H10C. C4H8D. C3H8
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【题目】碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:下列说法正确的是( )
A. 分离器中的物质分离操作为过滤
B. 该工艺中HI的量没有改变,可视作该工艺的催化剂
C. 该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”
D. 碘循环工艺的总反应为2SO2+4H2O+I2=H2+2H2SO4+2HI
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