【题目】PCl3是磷的常见氯化物,可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下:
熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·mL-1 | 其它 | |
黄磷 | 44.1 | 280.5 | 1.82 | 2P+3Cl2(少量)2PCl3 2P+5Cl2(过量) 2PCl5 |
PCl3 | -112 | 75.5 | 1.574 | 遇水生成H3PO3和HCl, 遇O2生成POCl3 |
如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。
(1)仪器乙的名称是________________________。
(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制备Cl2的离子方程式__________________________。实验过程中,为减少PCl5的生成,应控制____________________________________。
(3)碱石灰的作用:一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解;二是吸收多余的Cl2,防止污染环境。写出PCl3遇水反应的化学方程式____________________________________。
(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一段时间CO2排尽装置中的空气,其目的是________________________________________________________________________。
(5)测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取4.100 g产品,水解完全后配成500 mL溶液,取出25.00 mL加入过量的0.1000 mol·L-120.00 mL碘溶液,充分反应后再用0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定过量的碘,以淀粉溶液作指示剂,终点时消耗12.00 mL Na2S2O3溶液。已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其它反应。滴定终点的现象是:____________________________________________。根据上述数据,该产品中PCl3(相对分子质量为137.5)的质量分数为_________________。
【答案】冷凝管(或冷凝器) MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O 氯气通入的速率(或流量) PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl 防止O2和水蒸气与PCl3反应 最后一滴标准液滴入时,溶液褪色且半分钟内不恢复(或由蓝色变无色) 93.90%
【解析】
(1)仪器乙为冷凝管,用于冷凝蒸馏产物,为了使冷凝效果最好,进水口为b,故答案为:冷凝管;
(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气,方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;实验过程中,为减少PCl5的生成,应控制氯气的通入速率;故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;氯气的通入速率;
(3)碱石灰的作用:一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解;二是吸收多余的Cl2,防止污染环境。PCl3遇水反应的化学方程式PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl;答案:PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl。
(4)通入二氧化碳赶净空气,避免水和氧气与三氯化磷发生反应,故答案为:排净装置中的空气,防止空气中的水分和氧气与PCl3反应;
(5) 通过H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其它反应。滴定终点的现象是:最后一滴标准液滴入时,溶液褪色且半分钟内不恢复(或由蓝色变无色); 0.1000molL-1碘溶液20.00mL中含有碘单质的物质的量为:0.1000molL-1×0.020L=0.002mol,根据反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知,与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为:0.002mol-0.1000molL-1×0.012L×1/2=0.0014mol,再由H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI可知,25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为:n(H3PO3)=n(I2)=0.0014mol,500mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为:0.0014mol×500mL/25mL=0.028mol,所以4.100g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.028mol,该产品中PCl3的质量分数为:137.5g/mol0.025mol/4.1g100=93.9%;答案:最后一滴标准液滴入时,溶液褪色且半分钟内不恢复(或由蓝色变无色);93.9%。
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【题目】在密闭容器中发生反应aA(g)cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.7倍,下列叙述正确的是( )
A. A的转化率增大 B. 平衡向正反应方向移动
C. D的体积分数变大 D. a < c+d
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【题目】金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们燃烧时,若氧气不足生成一氧化碳,若充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧,________(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多,写出表示石墨燃烧热的热化学方程式:________________________。
(2)在通常状况下,________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,写出石墨转化为金刚石的热化学方程式:__________________________________________。
(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程中放出的热量为____________________。
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【题目】如图是甲醇燃料电池的结构示意图。电池总反应为:2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O。下列说法正确的是( )
A. 左电极为电池的负极,a处通入的物质是空气
B. 右电极为电池的负极,b处通入的物质是甲醇
C. 负极反应式为:CH3OH+H2O-6e-= CO2+6H+
D. 正极反应式为:O2+2H2O -4e-= 4OH-
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【题目】(一)氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料,也是一种常用的制冷剂。
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L 的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间 /min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25 min 时,以N2 表示的平均反应速率=__________。
(2)工业合成氨的反应方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH,下图1是合成氨反应的能量与反应过程相关图(未使用催化剂);图2是合成氨反应在2L 容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时,某一反应条件的改变对反应的影响图。
下列说法正确的是________________。
A.ΔH=-92.4kJ/mol
B.使用催化剂会使E1的数值增大
C.为了提高转化率,工业生产中反应的浓度越低越好
D.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且TA>TB;
E.在曲线A条件下,反应从开始到平衡,消耗N2的平均速率为mol·L-1·min-1
(3)一定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2,达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍,在同一温度,同一容器中,将起始物质改为amol N2 ,b molH2,c mol NH3 (a,b,c均不为零)欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同,则a,b,c满足的关系为_____________(用含a,b,c的表达式表示),且欲使反应在起始时向逆反应方向进行,c的取值范围是_______
(二)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H______0(填“大于”“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为________molL-1s-1
(2)100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020molL-1s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。T_______100℃(填“大于”“小于”),判断理由是________。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是__________________。
(4)已知:
甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ·mol-1
甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ·mol-1
乙醇异构化反应CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7kJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=____________ kJ·mol-1。
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【题目】同温同压下,1 mol H2和1 mol O2,下列有关它们的说法正确的是
A. 质量相同,体积不同 B. 分子数相同,质量不同
C. 体积相同,分子数不同 D. 体积相同,原子数不同
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【题目】当光束通过下列物质时,会出现丁达尔效应的是:①消毒用的酒精 ②Fe(OH)3胶体 ③生理食盐水 ④有色玻璃 ⑤云、雾
A.②④⑤B.③④⑤C.②③④D.①③④
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【题目】下列离子反应中,属于氧化还原反应的是
A.Cu2++2OH-= Cu(OH)2↓B.H++OH- =H2O
C.2H++CO32-=H2O+CO2↑D.Cu2++Fe=Fe2++ Cu
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【题目】碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称 DMC)是一种应用前景广泛的新材料。在密闭容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1 投料直接合成 DMC,反应方程式为﹕2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下, 平衡时 CO2 的转化率如图所示。下列说法中不正确的是
A. 该反应的正反应为放热反应
B. 压强 p2>p1
C. X 点对应的平衡常数为 0.1L/mol
D. X、Y、Z 三点对应的初始反应速率的关系为 Z> Y > X
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