【题目】2018年9月26日,第五届硒博会在恩施州文化中心大剧院开幕。第五届硒博会主题为“健康中国·硒引天下”。硒(Se)是第四周期第VI A族元素,是人体内不可或缺的微量元素,H2Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的重要原料。
(1)已知:①2H2Se(g)+O2(g) 2Se(s)+2H2O(l) △H =a kJ·mol-1
②2H2 (g)+O2(g2H2O(l) △H=b kJ·mol—1
反应H2(g)+ Se(s) H2Se(g)的反应热△H=______kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)T℃时,向一恒容密闭容器中加入3molH2和1 mol Se,发生反应H2 (g)+Se(s)H2Se(g),
①下列情况可判断反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。
a. 气体的密度不变 b. v(H2) =v(H2Se)
c. 气体的压强不变 d.气体的平均摩尔质量不变
②当反应达到平衡后,将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为H2Se液体,并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时,Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释:________________________________________________。
③以5小时内得到的H2Se为产量指标,且温度、压强对H2Se产率的影响如图所示:
则制备H2Se的最佳温度和压强为________。
(3)已知常温下H2Se的电离平衡常数,则NaHSe溶液呈_______(填“酸性”或“碱性”),该溶液中的物料守恒关系式为_____________。
(4)工业上从含硒废料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸钠的混合溶液处理后获得亚硒酸和少量硒酸,再与盐酸共热,硒酸转化为亚硒酸,硒酸与盐酸反应的化学方程式为___________,最后通入SO2析出硒单质。
(5) H2 Se在一定条件下可以制备出CuSe,已知常温时CuSe的Ksp=7.9,CuS的,则反应CuS(s)+Se2-(aq) CuSe(s)+S2-(aq)的化学平衡常数K=_____ (保留2位有效数字)。
【答案】1/2(b-a) ad (移除产物H2Se后)将分离出的氢气重新通入容器中,平衡正向移动,Se的转化率提高 550℃、0.3MPa 碱性 c(Na+)=c(HSe-)+c(Se2-)+c(H2Se) 2HCl+H2SeO4H2SeO3+Cl2↑+H2O 1.6×1012
【解析】
(1)运用盖斯定律对已知热化学方程式直接进行加加减减,得出总反应式的焓变。(2)平衡建立的判据除了正逆反应速率相等以外,还有“变量不变”。减少生成物,化学平衡会右移。(3)通过比较电离平衡常数和水解常数的相对大小,判断该溶液的酸碱性。(4)可利用平衡常数定义式得出总反应与所给的两个溶度积常数间的关系,从而求解。
(1)(②-①)/2即可得:H2(g)+Se(s)H2Se(g),所以反应H2(g)+ Se(s)H2Se(g)的反应热△H=1/2(b-a)kJ·mol-1;
(2)①从反应式中可以看出Se是固体,反应物与生成物中气体的物质的量为1:1,则:气体密度不变时,各物质的反应速度等于生成速度,a项正确;v(H2)始终等于v(H2Se),b项错误;容器的压强始终不变,c项错误;气体的平均摩尔质量是一个变量,当气体的平均摩尔质量不变时则达到平衡状态,d项正确,所以答案为a、d;
②分离出生成物,生成物浓度降低,平衡会朝着增加生成物浓度的方向移动,氢气会继续和硒反应,硒的转化率提高;
③由图可知,温度550℃、压强0.3 MPa时产率最高;
(3)NaHSe中存在电离平衡HSe-H++Se2-和水解平衡:HSe-+H2OH2Se+OH-,其电离平衡常数K2=5.0×10-11,水解平衡常数为=7.69×10-11,所以水解大于电离,溶液呈碱性;该溶液中钠原子与硒原子个数比是1:1,则物料守恒表达为:c(Na+)=c(HSe-)+c(Se2-)+c(H2Se);
(4)根据题中所给的信息,硒的化合价降低,则化合价可以升高的只有氯元素,反应式为:2HCl+H2SeO4H2SeO3+Cl2↑+H2O,注意电荷守恒,不要忘记加热条件;
(5)将所给的两个沉淀溶解平衡相减可得总式,所以总式的平衡常数=1.6×1012。
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【题目】配制一定物质的量浓度的KOH溶液时,导致浓度偏低的原因可能是( )
A. 定容时仰视刻度线和液面
B. 容量瓶中原有少量的蒸馏水
C. 移液时,不慎将液体流到瓶外
D. 容量瓶盛过KOH溶液,使用前未洗涤
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【题目】肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如下图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N—N为154,则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是:
A. 194 B. 391 C. 516 D. 658
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【题目】X(g)+3Y(g) 2Z(g)ΔH=-a kJ·molˉ1 ,一定条件下,将1 mol X和3 mol Y通入2L的恒容密闭容器中,反应10min,测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A.10min内,Y的平均反应速率为0.03 mol·Lˉ1·sˉ1
B.第10min时,X的反应速率为0.01 mol·Lˉ1·minˉ1
C.10min内,消耗0.2 mol X,生成0.4 mol Z
D.10min内,X和Y反应放出的热量为a kJ
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【题目】工业锅炉内壁的水垢,不仅浪费燃料,而且容易引发安全隐患。某碳素钢锅炉水垢(主要成分有CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Fe2O3、SiO2等)碱煮法清除的流程如下:
已知:20℃时几种难溶物的溶度积常数如下表(单位省略):
回答下列问题:
(1)“碱煮”环节,加入Na3PO4的主要目的是将CaSO4转化为Ca3(PO4)2,请写出该离子方程式______________________。
(2)“浸泡过程中,稀盐酸会溶解Fe2O3。溶解后的Fe2O3会加速锅炉腐蚀,故需“还原”处理。
①锅炉被加速腐蚀的原因是______________________;
②浸泡液还原”处理时,Sn2+转化为Sn4+,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________________。
(3)“钝化”处理的目的是在锅炉表面形成Fe3O4保护膜,同时生成可直接参与大气循环的气体。
①反应的离子方程式为_________________________________;
②为检验锅炉“钝化”处理后是否形成致密的保护膜,可往锅炉内壁刷上硫酸铜溶液。若观察到______________________(填现象),则保护膜致密性欠佳。
(4)柠檬酸(用H3R表示)可用作清除锅炉水垢的酸洗剂,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的含量与pH的关系如图所示。由此可推知,0.1 mol ·L-1 Na2HR溶液中各种阴离子浓度由大到小的排列顺序为______________________。
(5)用如图装置对锅炉用水(含Ca2+、Mg2+、HCO3-)进行预处理,可有效防止水垢形成。电解时,Ca2+形成沉淀的电极反应式为______________________。
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【题目】一种形状像蝴蝶结的有机分子Bowtiediene,其形状和结构如图所示,下列有关该分子的说法中错误的是
A. 生成1 mol C5 H12至少需要4 mol H2
B. 该分子中所有碳原子在同一平面内
C. 三氯代物只有一种
D. 与其互为同分异构体,且只含碳碳三键的链烃有两种
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【题目】如图是由4个圆所构成的元素概念的关系图,其中4为最大圆,3、2、1依次减小。试判断符合这种关系的是
A. 1.最基本元素、2.基本元素、3.主要元素、4.大量元素
B. 1.大量元素、2.主要元素、3.基本元素、4.最基本元素
C. 1.基本元素、2.最基本元素、3.大量元素、4.主要元素
D. 1.主要元素、2.大量元素、3.最基本元素、4.基本元素
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【题目】在常温下,有下列五种溶液:
①0.1mol/LNH4Cl②0.1mol/LCH3COONH4③0.1mol/LNH4HSO4
④0.1mol/LNH4HCO3 ⑤0.1mol/LNaHCO3
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈 ______ 性(填“酸”、“碱”或“中”),其原因是: ______ (用离子方程式表示)
(2)溶液⑤呈 ______ 性(填“酸”、“碱”或“中”),其原因是: ______ (用离子方程式表示)
(3)比较溶液①、③中c(NH4+)的大小关系是① ______ ③(填“>”、“<”或“=”)
(4)常温下,测得溶液②的pH=7,则CH3COO-的水解程度 ______ NH4+的水解程度(填“>”、“<”或“=”),CH3COO-与NH4+浓度的大小关系是:c(CH3COO-)_____c(NH4+)(填“>”、“<”或“=”)
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【题目】钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,结构如图所示,有关说法不正确的是( )
A. 该晶体属于离子晶体
B. 晶体的化学式为Ba2O2
C. 该晶体晶胞结构与NaCl相似
D. 与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个
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