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(Ⅰ)某化学实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下表:
MnO2 时间 H2O2 | 0.1 g | 0.3 g | 0.8 g |
10 mL 1.5% | 223 s | 67 s | 56 s |
10 mL 3.0% | 308 s | 109 s | 98 s |
10 mL 4.5% | 395 s | 149 s | 116 s |
请回答下列问题:
(1)盛装双氧水的化学仪器名称是 。
(2)如何检验该套装置的气密性 。
(3)相同浓度的过氧化氢,其分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(4)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(5)某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是_______________________________________。(提示:H2O2的密度可认为近似相等)。
(Ⅱ)在如图所示的量热计中,将100mL 0.50mol·L-1CH3COOH溶
液与100mL0.55mol·L-1NaOH 溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1℃所需的热量)是
150.5J·℃-1生成溶液的比热容为4.184J·g-1·℃-1,溶液的密度均近似
为1g·mL-1。
(1)试求CH3COOH的中和热△H= 。
(2)CH3COOH的中和热的文献值为56.1KJ· mol-1,则请你分
析在(1)中测得的实验值偏差可能的原因 。
(3)实验中NaOH过量的目的是 。
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)磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池,其基本组成和反应原理如下。
(1)在改质器中主要发生的反应为_______________________________
(2)移位反应器中CO(g)+H2O (g) CO2 (g)+H2(g) ,在一定温度下,在1L容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度变化如下表:
t/min | COmol/L) | H2O(mol/L) | CO2(mol/L) | H2(mol/L) |
0 | 0.2 | 0.3 | 0 | 0 |
2 | n1 | n2 | n3 | 0.1 |
3 | n1 | n2 | n3 | 0.1 |
4 | 0.09 | 0.19 | 0.11 | 0.11 |
①此温度下,该反应的平衡常数为________
②反应在3~4 min之间,氢气的物质的量增多的原因可能是 (填代号)
A.充入水蒸汽 B.升高温度 C.使用催化剂 D.充入氢气
(3)磷酸燃料电池负极排出的气体主要是___ __,
该电池正极的电极反应为_ _ __。
(4)磷酸燃料电池的电极上镀了铂粉,这样做的目的,除了起到更好的导电作用外,还具备的作用是 。
(5)总体看来,整个体系中能量来自与CxHy与空气的反应,假设CxHy为辛烷,且
已知辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol-1,请写出辛烷燃烧热的热化学方程式 。
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下列关于各图的叙述正确的是
A.甲表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的标准然烧热为△H=-241.8 kJ·mol-1
B.乙表示恒温恒容条件下发生的可逆反应2NO2(g) N2O4(g)中,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,其中交点A对应的状态为化学平衡状态
C.丙表示A、B两物质的溶解度随温度变化情况,将t1℃时A、B的饱和溶液分别升温至t2℃时,溶质的质量分数B>A
D.丁表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则NaA溶液的pH小于同浓度的NaB浓液的pH
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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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5℃、101kPa下:
①2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s)△H1= -414k/mol
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H2=-511kJ/mol
下列说法正确的是 ( )
A.①和②生成等物质的量的产物,转移的电子数相同
B.Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
C.
D.①和②产物中的阴阳离子个数比均为1:1
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在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
其平衡常数K和温度t的关系如下:
t℃ | 700 | 800 | 850 | 1000 | 1200 |
K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
(1) K的表达式为: ;
(2) 该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”)
(3) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:
A.容器中压强不变 B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正 = v(H2O)逆 D.c(CO2) = c(CO)
E.容器中气体密度不变 F.1mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
(4) 在850℃时,可逆反应:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
时间/min | CO2 (mol/L) | H2 (mol/L) | CO (mol/L) | H2 O ( mol/L) |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
3min—4min达到平衡时CO的平衡浓度c3= (c3精确到小数点后面三位数),CO2 (g)的转化率= 。
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已知:CH3OH(g)+3/2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H = a kJ·mol- 1
CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H = b kJ·mol- 1
则下列叙述正确的是
A.C—H键键长小于H—H键
B.甲烷的燃烧热为b kJ·mol -1
C.2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g) △H=2(a—b) kJ·mol- 1
D.当甲醇和甲烷物质的量之比为l:2时,其完全燃烧生成CO2和H2O(g)时,放出的热量为c kJ,则该混合物中甲醇的物质的量为c/(a+2b)mol
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某实验小组用0.50 mol·L- 1 NaOH溶液和0.50mol·L- 1 。1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50mol·L- 1 硫酸溶液
(1)若配制250 mL硫酸溶液,则须用量筒量取密度为1.84 g·cm- 3、质量分数为
98%的浓硫酸 mL。
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如右图所示:
(2)仪器A的名称为 ;
(3)装置中碎泡沫塑料的作用是 ;
(4)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3 kJ·mol- 1)
;
(5)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①下表中的温度差平均值为 ℃;
②近似认为0.50mol·L- 1 NaOH溶液和0.50mol·L- 1 硫酸溶液的密度都是1g·cm- 3 ,中和后生成溶液的比热容c= 4.18 J·(g·℃)- 1 。则中和热△H= (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol- 1 有偏差,产生此实验偏差的原因可能是(填字母) 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
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汽车尾气中CO、NOx 以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
Ⅰ.CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1= —574 kJ·mol- 1 .
CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2= 一1160 kJ·mol- 1
(1)甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 ;
Ⅱ.吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce 4+ 氧化的产物主要是NO3- 、NO2- ,写出只生成NO3- 的离子方程式 ;
(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。
①生成的Ce4+ 从电解槽的 (填字母序号)口流出;
②生成S2O42 - 的电极反应式为 ;
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2- 的浓度为a g·L- 1 ,要
使1m3该溶液中的NO2- 完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ
中通入标准状况下的O2 L。(用含a代数式表示,计算结果保留整数)
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下列是关于氯水的叙述,正确的是
A.新制氯水中只含C12和HClO分子 B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照氯水有气泡冒出,该气体为Cl2 D.氯水放置数天后,PH值将增大
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