【题目】KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表述为:2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
(1)请分析该反应中电子转移的情况___。(双线桥法表示)
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是___(填写编号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)产生0.1molCl2,则转移的电子的物质的量为___mol。
(4)ClO2具有很强的氧化性。因此,常被用作消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的___倍(保留小数点后两位)。
【答案】 ② 0.2 2.63
【解析】
(1)KClO3中Cl元素的化合价从+5价降低到+4价,HCl中Cl元素的化合价从-1价升高到0价,据此分析解答;
(2)根据HCl中部分氯元素化合价由-1价升高为Cl2中0价,还有部分氯元素化合价不变分析判断;
(3)反应中只有Cl2是氧化产物,HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl2中0价,据此计算转移电子物质的量;
(4)根据单位质量的消毒剂得到电子的物质的量大小计算。
(1)KClO3中Cl元素的化合价从+5价降低到+4价,得2×1=2个电子,HCl中Cl元素的化合价从-1价升高到0价,失去2×1=2个电子,则电子转移的方向和数目为,故答案为:;
(2)反应2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O中,HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl2中0价可知,HCl中氯元素被氧化,还有部分氯元素化合价不变,这部分HCl在反应中起到酸的作用,故答案为:②;
(3)反应中只有Cl2是氧化产物,HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl2中0价,所以产生0.1molCl2,转移的电子的物质的量为0.1mol×2=0.2mol.故答案为:0.2;
(4)假设质量都是mg,ClO2→Cl-得5个电子,Cl2→2Cl-得2个电子,所以ClO2得到的电子的物质的量为×5=mol,Cl2得到的电子的物质的量为×2=mol,所以∶=2.63倍,故答案为:2.63。
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【题目】氢气既是一种优质的能源,又是一种重要化工原料,高纯氢的制备是目前研究的热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一,甲烷和水蒸气反应的热化学方程式:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1。
已知反应器中存在如下反应过程式:
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206. 4 kJ. mol-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=___。
(2)某温度下,4molH2O和1 mol CH4在体积为2L的刚性容器内同时发生反应I、Ⅱ,反应达到平衡时,体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol,则该温度下反应I的平衡常数K的值为_____用含字母b、d的代数式表示)
(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率,可采取的措施有_____(填标号)。
A.适当增大反应物的投料比n(H2O):n(CH4)
B.增大压强
C.分离出CO2
(4)H2用于工业合成氨:N2+3H2 2NH3.将n(N2):n(H2)=1:3的混合气体,匀速通过装有催化剂的反应器中反应,反应器的温度变化与从反应器排出的气体中NH3的体积分数φ(NH3)的关系曲线如图,反应器温度高于T0后,NH3的体积分数g(NH3)随温度的升高而减小的原因是____。
某温度下,n(N2):n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应,起始时气体总压为p0Pa,平衡时气体总压为0.9p0Pa,则H2的转化率为____,气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应平衡常数(记作Kp),则此温度下,该反应的化学平衡常数Kp=_____(用含p0的代数式表示)。
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【题目】根据题意解答
(1)某实验小组同学进行如下实验,以检验化学反应中的能量变化,实验中发现,反应后①中的温度升高;②中的温度降低.由此判断铝条与盐酸的反应是___________热反应,Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应是________________________热反应.反应过程___________________________(填“①”或“②”)的能量变化可用图2表示.
(2)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的是_________(填序号).
(3)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图4所示(a、b为多孔碳棒)处电极入口通甲烷(填A或B),其电极反应式为_____________________ .
(4)如图5是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置.请回答下列问题:
①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,写出该原电池正极的电极反应式为___________________________ .
②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该原电池的正极为_______;该原电池的负极反应式为_____________________________.
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【题目】某种烃 A 的蒸气折合成标况下的密度是 3.214g/L,已知该烃的碳氢质量比为5:1,求:
(1)该烃的相对分子质量;_______
(2)确定该烃的分子式;_____________
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【题目】我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示),闭合K2、断开K1时,制氢并储能。下列说法正确的是
A.制氢时,X电极附近pH增大
B.断开K2、闭合K1时,装置中总反应为Zn+2NiOOH+2H2O=Zn(OH)2+2Ni(OH)2
C.断开K2、闭合K1时,K+向Zn电极移动
D.制氢时,每转移0.1NA电子,溶液质量减轻0.1g
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【题目】甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。
(1)已知 ①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH= + 93.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
③甲醇的燃烧热为726.51kJ·mol-1。
要写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式,还缺少的热化学方程式为________________。
(2)甲醇可采用煤的气化、液化制取(CO+2H2CH3OH ΔH<0)。在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如图所示。
①当起始=2,经过5min达到平衡,0~5min内平均反应速率v(H2)=0.1molL-1min-1,则该条件CO的平衡转化率为_____;若其它条件不变,在T2℃(T2>T1)下达到平衡时CO的体积分数可能是____(填标号)
A.< B.= C.~ D.= E.>
②当=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的____点选填“D”、“E”或“F”)。
(3)制甲醇的CO和H2可用天然气来制取:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在某一密闭容器中有浓度均为0.1mol·L1的CH4和CO2,在一定条件下反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则该反应的ΔH______(选填“大于”“小于”或“等于”)0。压强p1_______(选填“大于”或“小于”)p2。当压强为p2时,在y点:v(正)__________(选填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。若p2=6Mpa,则T℃时该反应的平衡常数Kp=_____MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明:CO2和H2在一定条件下也可以合成甲醇,反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) [反应Ⅰ]。
①一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入2.0mol CO2和4.0mol H2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示,其中活化能最高的反应所用的催化剂是____(填“A”、“B”或“C”)。
②在某催化剂作用下,CO2和H2除发生反应①外,还发生如下反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)[反应Ⅱ]。维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
T(K) | CO2实际转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
注:甲醇的选择性是指发生反应的CO2中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是_________。
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【题目】按以下步骤可从合成(部分试剂和反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)B,F的结构简式为:B___,F_______;
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是(填代号)_______;
(3)根据反应+Br2,写出在同样条件下CH2=CHCH=CH2与等物质的量Br2发生加成反应的化学方程式:__;
(4)写出第④步C→的化学方程式(有机物写结构简式,注明反应条件)__;
(5)与4个不同的原子或原子团相连的碳原子称为手性碳原子;A﹣G这七种有机物分子中含有手性碳原子的是(填序号)__;
(6)核磁共振谱是测定有机物分子结构最有用的工具之一,在有机物分子中,不同位置的氢原子在质子核磁共振谱(PMR)中给出的峰值(信号)也不同,根据峰(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目,例如:乙醛的结构式为:,其PMR谱中有2个信号峰,其强度之比为3:1,则下列有机物分子中,在质子核磁共振谱中能给出三种峰(信号)且强度之比为1:1:2的是__。
A B C D
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【题目】往10mL0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中滴加等浓度NaHSO4溶液,溶液的导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图。下列说法正确的是
A.a点对应的溶液呈碱性
B.V2=10mL
C.水的电离程度:a> b
D.b点后的溶液满足c(Na+)>2c(SO42-)
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【题目】2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2(x<1)。其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.放电时,Li+由b极向a极迁移
B.放电时,若转移0.02mol电子,石墨电极将减重0.14g
C.充电时,a极接外电源的正极
D.该废旧电池进行“充电处理”有利于锂在LiCoO2极回收
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