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FeCl3(aq)与KSCN(aq)混合时存在下列平衡:
Fe3+(aq)+SCN-(aq) Fe(SCN)2+(aq)。已知平衡时,物质的量浓度c[Fe(SCN)2+]与温度T的关系如图所示,则下列说法正确的是
A.FeCl3(aq)与KSCN(aq)反应的热化学反应方程式为
Fe3+(aq)+SCN—(aq) Fe(SCN)2+(aq) ΔH >0
B.温度为T1、T2时,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
C.反应处于D点时,一定有υ正>υ逆
D.A点与B点相比,A点的c(Fe3+)大
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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、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为 。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)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1molN2和3molH2,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25min时,以N2表示的平均反应速率= ;该温度下平衡常数K= ;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s) △H= —l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(1) == H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)
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目前“低碳减排”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(I)的变化曲线如图所示。
据此判断:
①该反应的△H_____________0(填“>”或“<”)。
②在T2温度下,0-2s内的平均反应速率v(N2) =____________mol/(L·s)。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可增大化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡相应图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_______________(填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ/mol
2NO2(g)=N2O4(g) △H=-867kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:_____________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应为_________________。
③常温下0. 1 mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka =_______________mol·L-1(填写最终计算结果)。
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在温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如右图,则下列叙述正确的是
A.该反应的化学方程式为A+3B 2C
B.在tl s时,v(A)正=0
C.(t1+l0)s时再充入0.4 molA和0.25 mol B,反应物A的转化率增大
D.若该反应在绝热容器中进行,也在tl时刻达到平衡
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工业上研究燃料脱硫的过程中,涉及如下反应:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),K1,△H1= 218.4 kJ·mol-l(反应I)
CaSO4(s)+2CO(g)
CaS(s)+2CO2(g),K2,△H2= -87.8 kJ·mol-l(反应II)
(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g)的△H= ;平衡常数K= (用K1,K2表示)。
(2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应I,测得数据如下:
前100 s 内v(SO2)= mo1·L-1·s-l,平衡时CO的转化率为 。
(3)若只研究反应II,在不同条件下其反应能量变化如下图所示:图中曲线a到曲线b的措施是________,恒温恒容时,下列说法能说明反应Ⅱ到达平衡状态的是____ 。
A.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
B.v(CO)=v(CO2)
C.CO的转化率达到了最大限度
D.体系内气体压强不再发生变化
(4)某科研小组研究在其它条件不变的情况下,改变起始一氧化碳物质的量[用n(CO)表示]对CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g)反应的影响,实验结果如右图所示(图中T表示温度):
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物SO2的转化率最高的是____ 。
②图像中T2 T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”):判断的理由是____ 。
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在体积可变的密闭容器中,甲醇在浓硫酸的作用下发生如下反应:
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-25kJ·mol-1
A. 2mol甲醇参加反应,放出的热量为25kJ
B. 浓硫酸在反应中只作催化剂
C. 2υ(CH3OH)=υ(CH3OCH3)
D. 升高温度或增大压强均可加快反应速率
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某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究Cu的常见化合物的性质。过程如下:
提出问题:
①在周期表中,Cu、Al位置接近,Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?
②通常情况下,Fe2+的稳定性小于Fe3+的,Cu+的稳定性也小于Cu2+的吗?
③CuO有氧化性,能被H2、CO等还原,也能被NH3还原吗?
实验方案:
(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、________(填试剂名称),同时进行相关实验。
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下:取98 g Cu(OH)2固体,加热至80~100℃时,得到 80 g黑色固体粉末,继续加热到1 000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量,A的质量为72 g,A的化学式为________。向A中加入适量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,则反应的离子方程式为___________________。
(3)为解决问题③,设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出):实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知,同时生成一种无污染的气体,该气体的化学式为
__________________________________________________。
实验结论:
(4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_____________________。
(5)根据实验方案(2),得出的Cu+和Cu2+稳定性大小的结论:高温时________;在酸性溶液中________。
(6)CuO能被NH3还原。
问题讨论:
有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu,也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A:__________________________________________________。
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已知SO2和CO2都是酸性氧化物,其化学性质具有一定的相似性;镁和钠的化学性质也有一定的相似性。氧化铜和氧化铁都是碱性氧化物,其化学性质也有一定的相似性。三个研究性学习小组分别根据不同的课题进行研究,其方案如下:
Ⅰ.第一个研究性学习小组用如图Ⅰ所示的装置进行镁粉与二氧化硫反应的实验。
(1)实验室制取二氧化硫类似于制取二氧化碳,在下列物质中选择合适的试剂制取二氧化硫:________。
A.10%的硫酸 B.80%的硫酸
C.浓盐酸 D.稀硝酸
E.亚硫酸钠固体 F.亚硫酸钙固体 G.饱和亚硫酸钠溶液
(2)反应后,发现B管壁中有固体粉末产生,取反应后B管中的固体粉末溶于稀盐酸中,产生具有臭鸡蛋气味的气体,写出B管中发生反应的化学方程式:__________________________________________________。
(3)你认为该装置是否有不足之处?________。如果有,请写出改进方法: ________________________________________________________________。(如果无,此空不答)
Ⅱ.第二个研究性学习小组利用图Ⅱ所示装置来探究氨气的还原性。
(4)分别注明所用试剂:甲:________,乙:________,丙:氧化铜,丁:________。确定反应已发生的实验现象:_____________________________________________________________________________。
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MnO2在酸性溶液中具有强氧化性,可被还原为Mn2+,它还对H2O2的分解具有良好的催化效果。某兴趣小组通过实验研究MnO2的性质。
(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是________。
A.把MnO2固体加入到FeSO4溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红
B.把MnO2固体加入到FeCl3溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红
C.把MnO2固体加入到Na2SO3溶液中,再加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成
D.把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成
(2)该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力,他们控制KI溶液的浓度和MnO2固体的质量相同,恒定实验温度在298 K,设计如下对比实验。
实验 | 酸或碱[ | 现象 |
A | 1滴0.2 mol/L NaOH溶液 | 不变色 |
B | 1滴水 | 缓慢变浅棕褐色 |
C | 1滴0.1 mol/L硫酸 | 迅速变棕褐色 |
该小组从上述对比实验中,可以得出的结论是____________________________
__________________________________________________。
写出在酸性条件下,MnO2氧化I-的离子方程式_____________________________
__________________________________________________。
(3)为了探究MnO2的催化效果,需要用30%的H2O2溶液(密度近似为1 g/cm3)配制浓度约为3%的H2O2溶液(密度近似为1 g/cm3)100 mL。其配制方法是:用量筒量取________mL 30% H2O2溶液放入________(填仪器名称)中,再加入一定量的水,搅拌均匀。
(4)在实验时,某同学把1滴KI溶液误滴入到过量的5 mL 3%的H2O2溶液中,发现产生了大量气泡。该小组查阅到KI与H2O2可发生如下反应:2KI+H2O2===2KOH+I2,认为有可能是反应产物I2起了催化H2O2分解的作用。请设计一个简单实验证明该假设是否正确________。
(5)实验室用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,下列仪器可作为该反应的反应容器的是________(填序号)。
(6)二氧化锰可用于制作干电池,电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH===Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O,则其正极的电极反应式为________________________________________。
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