化学反应中物质的化学能除了转变为热能.还可以转变为电能.那么请问:什么样的化学反应中的化学能才能转变为电能呢?又是如何转化的? 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

[化学--选修2:化学与技术]
水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质,水质优劣直接影响人体健康.请回答下列问题:
(1)某贫困山区,为了寻找合适的饮用水,对山上的泉水进行了分析化验,结果显示,水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO
 
2-
4
.则该硬水的硬度属于
 
 (填“暂时”或“永久”)硬度,若要除去Ca2+、Mg2+,可以往水中加入石灰和纯碱,试剂加入时先加
 
后加
 

(2)我国规定饮用水的硬度不能超过25度.硬度的表示方法是:将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并将其折算成CaO的质量,通常把1L水中含有10mg CaO称为1度.某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测.
═实验中涉及的部分反应:
M2+(金属离子)+EBT(铬黑T)=MEBT
     蓝色       酒红色
M2+(金属离子)+Y4-(EDTA)=MY2-
MEBT+Y4-(EDTA)=MY2-+EBT(铬黑T)
实验过程:
①取地下水样品25.00mL进行预处理.写出由Mg2+引起的暂时硬度的水用加热方法处理时所发生反应的化学方程式:
 

②预处理的方法是向水样中加入浓盐酸,煮沸几分钟,煮沸的目的是
 

③将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中,加入氨水--氯化铵缓冲溶液调节pH为10,滴加几滴铬黑T溶液,用0.01000mol?L-1的EDTA标准溶液进行滴定.滴定终点的颜色变化为
 
,滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL,则该地下水的硬度为
 

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化学反应原理对于工业生产和科研有重要意义
I、下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示:

化学反应
平衡常数
温度
973 K
1173 K
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)
K2
2.38
1.67
③CO(g) +H2O(g)CO2(g) +H2(g)
K3


 
请回答:
(1)反应①是       (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=__________(用K1、K2表示)。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动,可采取的措施有 _____(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(4)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:

①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的是什么条件:t2时__________________; t8时__________________。
②若t4时降压, t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线。
II、(5)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料.已知该装置的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应为                        
(6)某空间站能量转化系统的局部如图所示,其中的燃料电池采用KOH溶液作电解液。

如果某段时间内,氢氧储罐中共收集到33.6L气体(已折算成标准状况),则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为            mol。

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【化学——选修2:化学与技术】(15分)
下列问题涉及煤在化工生产中的应用:
(1)煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。
煤的液化技术又分为                         
(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示:

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为                   ;第二步反应的离子方程式为               
(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、                           等。
(4)湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是:烟气经锅炉预热器出来,进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘,再经过一个专门的热交换器,然后进入吸收塔,烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触,通入空气后生成石膏,经脱硫的烟气,应用循环气体加热器进行再加热,进入烟囱,排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式:____________________________。
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是:__________________________
③上述过程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过 杂质极限值,则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是___________________________________。
(5)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。①石膏的化学式为_______________。②图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。

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(12分)绿色化学是当今社会人们提出的一个新概念,它可以公开为环境友好化学。它的核心内涵是在反应过程中和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。这就是说,绿色化学的着眼点是使污染消灭在生产的源头,从根本上消除污染。1995年,美用总统克林顿首次设立“总统绿色化学挑战奖”,目的是鼓励、促进化学家们设计、改进化学产品和化工生产过程,使其对环境更加友好,企业经济效益得到更大的提高。为此,美国斯坦福大学Barry Trost教授提出了绿色化学下的原子经济的概念。最理想的原子经济是全部反应物的原子嵌入期望的最终产物中,不产生任何废弃物,这时的原子经济百分数便是100%。原子经济百分数的计算公式为:

例如:Claisen分子重排反应:

反应过程中只是改变了分子内部部分原子的连接方式,所有的反应物的原子全部并入最终产物中,所以这是一个100%的原子经济反应。

根据上述材料回答下列有关问题。

1.下面叙述错误的是_________(填编号,下同)。

①绿色化学和环境化学都是研究环境保护和治理的

②绿色化学不是被动的治理环境,而是主动地防止环境污染

③绿色化学保护了环境,而且也能给有关企业带来巨大的经济利益

2.硝酸工业的尾气中主要含NO、NO2气体。下列关于它们的危害的叙述中,正确的是_______________。①形成酸雨    ②破坏臭氧层    ③NO能刺激呼吸道    ④NO2能跟血红蛋白作用生成二氧化氮血红蛋白而引起中毒    ⑤NO、NO2在空气中形成褐色或黄色的毒性很大的烟雾。

工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO2,使其转化为化工产品NaNO2,请写出其化学反应方程式             

这一处理方法是否符合绿色化学概念__________(填“是”或“不是”)。其原子经济百分数为         

3.有人采用下面两种方法制取Cu (NO3)2

①方法一:2Cu+O22CuO    CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O

②方法二;3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

其中符合绿色化学概念的方法是________________。

4.有人将3中反应②产生的NO收集到一个固定容积的密闭容器中,并在常温下将其压缩到1.01×107 Pa,然后加热至50℃时,发现气体的压力迅速下降。当温度恢复到常温,压强降至略小于1.01×107 Pa的2/3时,就不再改变。已知此过程中有一种产物是N2O。请写出生成N2O的反应方程式:                                          

解释最后的气体压强略小于1.01×107 Pa的2/3原因:                             

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硫酸亚铁铵的化学式为(NH42Fe(SO42?6H2O,商品名为摩尔盐.硫酸亚铁可与硫酸铵生成硫酸亚铁铵,一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化,而形成摩尔盐后就比较稳定了.三种盐的溶解度(单位为g/100g水)如下表
温度/℃ 10 20 30 40 50 70
(NH42SO4 73.0 75.4 78.0 81.0 84.5 91.9
FeSO4?7H2O 40.0 48.0 60.0 73.3 - -
(NH42Fe(SO42?6H2O 18.1 21.2 24.5 27.9 31.3 38.5
实验室欲制备硫酸亚铁铵晶体,设计了如下方案.
(1)完成实验步骤中的填空:
①称取4g铁屑,放入小烧杯,加入15mL10%Na2CO3溶液,小火加热10min以除去
铁屑表面的油污
铁屑表面的油污
,倒掉溶液,用蒸馏水把铁冲洗干净,干燥,备用;
②将处理好的铁屑放入小烧杯,加入15mL 3mol/L H2SO4溶液,水浴加热至不再有气体生成为止,趁热过滤去剩余铁屑,并用少量热水洗涤烧杯及滤纸,并将滤液和洗涤液一起转移到蒸发皿中,则蒸发皿中溶液的溶质为
硫酸亚铁
硫酸亚铁
(填名称,不考虑水解),其物质的量约为
0.045
0.045
mol;
③加入
5.94
5.94
g硫酸铵到蒸发皿中,缓缓加热、浓缩至表面出现结晶膜为止、冷却,得硫酸亚铁铵晶体.
(2)回答下列问题:
①硫酸亚铁溶液在空气中易被氧化变质,操作时应注意:a
过滤洗涤操作速度要快
过滤洗涤操作速度要快
;b
步骤③要缓缓加热,避免沸腾
步骤③要缓缓加热,避免沸腾

②加热、浓缩溶液时,不浓缩至干的理由是
因为析出的是硫酸亚铁铵晶体,带有结晶水,蒸干会使晶体分解
因为析出的是硫酸亚铁铵晶体,带有结晶水,蒸干会使晶体分解

③硫酸亚铁和硫酸铵的混合溶液加热浓缩就能得到硫酸亚铁铵晶体,其原因是
因为相同温度下硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小
因为相同温度下硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小

④称取两份质量均为1.96g的该硫酸亚铁铵,制成溶液.用未知浓度的KMnO4酸性溶液进行滴定.
Ⅰ) 滴定时,将KMnO4酸性溶液装在
酸式
酸式
(酸式或碱式)滴定管,操作时用
手拿锥形瓶;
Ⅱ) 已知MnO4-被还原为Mn2+,试写出该滴定过程中的离子方程式:
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

Ⅲ) 判断该反应到达滴定终点的现象为
当滴加最后一滴溶液后,溶液变成紫红色,30S内不褪色,说明达到滴定终点
当滴加最后一滴溶液后,溶液变成紫红色,30S内不褪色,说明达到滴定终点

Ⅳ) 假设到达滴定终点时,用去V mL KMnO4酸性溶液,则该KMnO4酸性溶液的浓度为
1
V
1
V
mol/L.

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同步练习册答案