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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年人教版PEP拓展型課程化學(xué)下冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、根據(jù)圖中相關(guān)信息;判斷下列說法不正確的是。
。NaCl的晶胞。
由E原子和F原子形成的氣態(tài)團(tuán)簇分子模型。
Zn的晶胞。
KO2的晶胞。
A.在NaCl晶體中,距離Na+最近的Cl-形成正八面體B.該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為E4F4或F4E4C.鋅晶體配位數(shù)為8D.KO2晶體中每個(gè)K+周圍有6個(gè)緊鄰的O每個(gè)周圍有6個(gè)緊鄰的K+2、已知25℃下水的離子積Kw=1×10-14,此溫度下,下列說法錯(cuò)誤的是A.純水加入NaOH固體,水的電離程度減小B.純水加入FeCl3固體,pH升高C.0.005mol·L-1的硫酸溶液,pH=2D.0.01mol·L-1的氫氧化鈉溶液,pH=123、設(shè)NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是A.常溫下,pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的數(shù)目為0.1NAB.常溫下,2L0.1mol·L-1FeCl3溶液中,F(xiàn)e3+的數(shù)目為0.2NAC.常溫下,1LpH=2的硫酸溶液中由水電離出的H+的數(shù)目為10-12NAD.常溫下,將0.1molCl2溶于水,溶液中的HClO分子數(shù)為0.1NA4、磷酸鋁是一種用途廣泛的材料,由磷硅渣[主要成分為等]制備磷酸鋁的工藝流程如下:
下列敘述錯(cuò)誤的是A.廢渣中一定含B.“浸出”和“除硫”的操作均在高溫下進(jìn)行C.“除硫”的化學(xué)反應(yīng)方程式為D.流程中的循環(huán)操作可以提高P、Al元素的利用率5、下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理;現(xiàn)象、結(jié)論等均正確的是()
A.a圖示裝置,滴加乙醇試管中橙色溶液變?yōu)榫G色,乙醇發(fā)生消去反應(yīng)生成乙酸B.b圖示裝置,右邊試管中產(chǎn)生氣泡迅速,說明氯化鐵的催化效果比二氧化錳好C.c圖示裝置,根據(jù)試管中收集到無色氣體,驗(yàn)證銅與稀硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物是NOD.d圖示裝置,試管中先有白色沉淀、后有黑色沉淀,不能驗(yàn)證Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)評卷人得分二、填空題(共8題,共16分)6、常溫下有濃度均為0.1mol/L的四種溶液:①HCl;②CH3COOH;③NaOH;④Na2CO3。
(1)這四種溶液中水的電離程度由大到小的順序是___(用序號填寫)。
(2)等體積混合②和③的溶液中離子濃度的大小順序是___。
(3)常溫下,0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,則CH3COOH溶液的電離平衡常數(shù)Ka=___。
(4)用離子方程式表示④的水溶液呈堿性的主要原因:___。
(5)取10mL溶液①,加水稀釋到1000mL,則該溶液中由水電離出的c(H+)約為___。7、以下是合成乙酰水楊酸(阿司匹林)的實(shí)驗(yàn)流程圖;請你回答有關(guān)問題:
已知:阿司匹林;水楊酸和乙酸酐的相對分子量分別為:180、138、102.
(1)制取阿司匹林的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________________;反應(yīng)類型____________;
(2)水楊酸分子之間會發(fā)生縮合反應(yīng)生成聚合物,寫出用除去聚合物的有關(guān)離子方程式______________________________________________;
(3)抽濾裝置如圖所示,儀器A的名稱___________;該操作時(shí)在儀器A中加入濾紙,用蒸餾水濕潤后,應(yīng)________(選擇下列正確操作的編號);再轉(zhuǎn)移液體①微開水龍頭;②開大水龍頭;③微關(guān)水龍頭;④關(guān)閉水龍頭。
(4)下列有關(guān)抽濾的說法中正確的是________
A.抽濾是為了加快過濾速率;得到較大顆粒的晶體。
B.不宜用于過濾膠狀沉淀或顆粒太小的沉淀。
C.當(dāng)吸濾瓶內(nèi)液面高度快達(dá)到支管口時(shí);應(yīng)拔掉鏈接支管口的橡皮管,從支管口倒出。
D.將晶體轉(zhuǎn)移至布氏漏斗時(shí);若有晶體附在燒杯內(nèi)壁,應(yīng)用蒸餾水淋洗至布氏漏斗中。
E.洗滌沉淀時(shí);應(yīng)使洗滌劑快速通過沉淀。
(5)用冷水洗滌晶體的目的_______________________;
(6)取2.000g水楊酸、5.400g乙酸酐反應(yīng),最終得到產(chǎn)品1.566g。求實(shí)際產(chǎn)率_______;8、亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的殺菌消毒劑;同時(shí)也是對煙氣進(jìn)行脫硫;脫硝的吸收劑。
Ⅰ.以氯酸鈉(NaClO3)為原料制備NaClO2粗品的工藝流程如下圖所示:
已知:
i.純ClO2易分解爆炸,空氣中ClO2的體積分?jǐn)?shù)在10%以下比較安全;
ii.NaClO2在堿性溶液中穩(wěn)定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時(shí)析出NaClO2?3H2O,等于或高于38℃時(shí)析出NaClO2晶體,高于60℃時(shí)分解成NaClO3和NaCl。
(1)試劑A應(yīng)選擇_________。(填字母)
a.SO2b.濃硝酸c.KMnO4
(2)反應(yīng)②的離子方程式為_________。
(3)已知壓強(qiáng)越大,物質(zhì)的沸點(diǎn)越高。反應(yīng)②結(jié)束后采用“減壓蒸發(fā)”操作的原因是________。
(4)下列關(guān)于上述流程的說法中,合理的是_________。(填字母)
a.反應(yīng)①進(jìn)行過程中應(yīng)持續(xù)鼓入空氣。
b.反應(yīng)①后得到的母液中;溶質(zhì)的主要成分是NaCl
c.反應(yīng)②中NaOH溶液應(yīng)過量。
d.冷卻結(jié)晶時(shí)溫度選擇38℃,過濾后進(jìn)行溫水洗滌,然后在低于60℃下進(jìn)行干燥,得到粗產(chǎn)品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對煙氣進(jìn)行脫硫;脫硝。
(5)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323K,NaClO2溶液濃度為5×10?3mol/L。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表:。離子SO42?SO32?NO3?NO2?Cl?c/(mol/L)8.35×10?46.87×10?61.5×10?41.2×10?53.4×10?3
①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式_________。
②由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率_________(填“大于”或“小于”)脫硝反應(yīng)速率。除SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同外,還可能存在的原因是_________。(答出兩條即可)9、實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)食品香精菠蘿酯()的簡易流程如下:
有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如表:。苯酚氯乙酸苯氧乙酸熔點(diǎn)/℃436299沸點(diǎn)/℃181.9189285
試回答下列問題:
(1)反應(yīng)室I中反應(yīng)的最佳溫度是104℃,為較好地控制溫度在102℃~106℃之間,加熱時(shí)可選用___(選填字母)。
A.火爐直接加熱B.水浴加熱C.油浴加熱。
(2)分離室I采取的操作名稱是___。
(3)反應(yīng)室I中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。
(4)分離室II的操作為:①用NaHCO3溶液洗滌后分液;②有機(jī)層用水洗滌后分液;洗滌時(shí)不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,其原因是___(用化學(xué)方程式表示)。10、如圖所示的初中化學(xué)中的一些重要實(shí)驗(yàn);請回答下列問題:
(1)圖A稱量NaCl的實(shí)際質(zhì)量是___。
(2)圖B反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__。
(3)圖C反應(yīng)的表達(dá)式為__。
(4)圖D實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_。11、某化學(xué)小組用下列裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。
供選試劑:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。
(1)小組同學(xué)設(shè)計(jì)甲;乙、丙三組實(shí)驗(yàn);記錄如下:
。
操作。
現(xiàn)象。
甲。
向裝置I的錐形瓶中加入MnO2固體,向裝置I的____中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的H2O2溶液;連接裝置I;III,打開活塞。
裝置I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;裝置III中有氣泡冒出;溶液迅速變藍(lán)。
乙。
向裝置II中加入KMnO4固體;連接裝置II;III,點(diǎn)燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液不變藍(lán)。
丙。
向裝置II中加入____,向裝置III中再加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;連接裝置II;III,點(diǎn)燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液變藍(lán)。
(2)丙實(shí)驗(yàn)中O2與KI溶液反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。
(3)對比乙、丙實(shí)驗(yàn)可知,O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是__________。為進(jìn)一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響;可采取的實(shí)驗(yàn)措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)推測,甲實(shí)驗(yàn)中可能是I中的白霧使溶液變藍(lán)。為了驗(yàn)證推測,可將裝置I中產(chǎn)生的氣體通入_________(填字母)溶液中,依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來證明白霧中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)資料顯示:KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán),他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)___________________________________(寫離子方程式)造成的,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明他們的猜想是否正確:___________________________________。12、已知稀溴水和氯化鐵溶液都呈黃色;現(xiàn)在足量的稀氯化亞鐵溶液中,加入1~2滴液溴,振蕩后溶液呈黃色。
(1)甲同學(xué)認(rèn)為這不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,則使溶液呈黃色的微粒是:______(填粒子的化學(xué)式;下同);
乙同學(xué)認(rèn)為這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,則使溶液呈黃色的微粒是_________。
(2)如果要驗(yàn)證乙同學(xué)判斷的正確性;請根據(jù)下面所提供的可用試劑,用兩種方法加以驗(yàn)證,請將選用的試劑代號及實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象填入下表。
實(shí)驗(yàn)可供選用試劑:。A.酸性高錳酸鉀溶液B.氫氧化鈉溶液C.四氯化碳D.硫氰化鉀溶液E.硝酸銀溶液F.碘化鉀淀粉溶液。實(shí)驗(yàn)方案。
所選用試劑(填代號)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
方案一。
方案二。
(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)推測,若在稀溴化亞鐵溶液中通入氯氣,則首先被氧化的離子是________,相應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________;13、根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。
(1)0.1mol?L-1的NaHCO3溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)開_。
(2)已知:常溫時(shí),H2R的電離平衡常數(shù)Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,則0.1mol?L-1的NaHR溶液顯__(填“酸”;“中”或“堿”)性。
(3)實(shí)驗(yàn)室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作為__,若將AlCl3溶液蒸干并灼燒至恒重;得到的物質(zhì)為___(填化學(xué)式)。
(4)25℃時(shí),將足量氯化銀分別放入下列4種溶液中,充分?jǐn)嚢韬?,銀離子濃度由大到小的順序是___(填標(biāo)號);③中銀離子的濃度為_____mol?L-1。(氯化銀的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol?L-1鹽酸②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液④100mL蒸餾水評卷人得分三、原理綜合題(共8題,共16分)14、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質(zhì)的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時(shí),2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發(fā)生反應(yīng),5min后達(dá)平衡,測得NO為1mol。計(jì)算該溫度下,N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=_______________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。
②如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T℃下N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時(shí)會產(chǎn)生CO。
(4)有人設(shè)想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應(yīng)除去CO,但事實(shí)上該反應(yīng)在任何溫度下都不能實(shí)現(xiàn),由此判斷該反應(yīng)的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實(shí)際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.使用高效催化劑15、過渡元素銅的配合物在物質(zhì)制備;尖端技術(shù)、醫(yī)藥科學(xué)、催化反應(yīng)、材料化學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)科學(xué)家推測膽礬(CuSO4·5H2O)的結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如下圖:
用配合物的形式表示膽礬的化學(xué)式為______;的空間構(gòu)型為______,其中硫原子的軌道雜化方式為______。
(2)Cu能與(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2。1mol(SCN)2中含有的π鍵數(shù)目為______;(SCN)2對應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸和異硫氰酸其中異硫氰酸的沸點(diǎn)較高,原因是______。
(3)向硫酸銅溶液中,加入NaCl固體,溶液由藍(lán)色變?yōu)辄S綠色,則溶液中銅元素的主要存在形式是______(寫微粒符號);向上述溶液中繼續(xù)滴加濃氨水,先有藍(lán)色沉淀生成,繼續(xù)滴加濃氨水后,沉淀溶解,溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。沉淀溶解的原因是______(用離子方程式表示)。
(4)Cu單獨(dú)與氨水、過氧化氫都不反應(yīng),但能與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng),發(fā)生的化學(xué)方程式為______。16、利用空氣氧化NO;成本低廉,很具有研究價(jià)值。回答下列問題:
(1)NO氧化反應(yīng)機(jī)理可能涉及如下過程:
Ⅰ.(快反應(yīng))
Ⅱ.(慢反應(yīng))
Ⅲ.(快反應(yīng))
上述反應(yīng)_______(填序號)決定NO的氧化反應(yīng)速率;已知?jiǎng)t反應(yīng)的_______(用a、b、c的代數(shù)式表示,a、b;c均為正值)。
(2)已知反應(yīng)Ⅰ:v正=k1·c2(NO),v逆=k2·c[(NO)2],k1、k2為速率常數(shù),僅受溫度影響。下列敘述錯(cuò)誤的是_______(填字母)。
A.反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài),可推知
B.反應(yīng)Ⅱ的活化能低于反應(yīng)Ⅰ的活化能。
C.增大NO的濃度,增大;升高溫度,增大。
(3)一定條件下,將和按物質(zhì)的量之比2:1充入反應(yīng)容器,發(fā)生反應(yīng):其他條件相同時(shí),分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(P1、P2)下隨溫度變化的曲線如圖所示。
①_______(填“>”“<”或“=”)
②400℃、條件下,O2的平衡轉(zhuǎn)化率為_______%。
③700℃、p2條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______(以分壓表示;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)恒容條件下,為提高NO轉(zhuǎn)化為NO2的平衡轉(zhuǎn)化率可采取的措施為_______(任寫一種)。17、NO是大氣中一種重要污染物;可以采用多種方法消除NO的污染?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CH4還原NO法。
已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
則CH4與NO反應(yīng)生成N2、CO2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為_______。
(2)CO還原NO法。CO還原NO的反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H<0。
①該反應(yīng)中,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,可采取措施有_______(寫出其中一條即可)。
②實(shí)驗(yàn)測得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。達(dá)到平衡后,只升高溫度,k正增大的倍數(shù)_______(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍數(shù)。若在1L恒容密閉容器中充入1molCO和1molNO發(fā)生上述反應(yīng),在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則=_______(計(jì)算結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)。
(3)NH3還原NO法。NH3還原NO的反應(yīng)為4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(g)△H<0。T℃時(shí),在恒容密閉容器中,測得在不同時(shí)間NO和NH3的物質(zhì)的量如下表:。時(shí)間/min01234n(NO)/mol1.20.900.720.600.60n(NH3)/mol0.900.700.580.500.50
若反應(yīng)開始時(shí)的壓強(qiáng)為P0,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=_______(可用分?jǐn)?shù)表示;用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算;各氣體的分壓=氣體總壓×各氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)SCR脫硝技術(shù)的主反應(yīng)為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密閉容器中起始投入一定量NH3、NO、O2進(jìn)行反應(yīng);測得不同溫度下,在相同時(shí)間內(nèi)部分組分的含量如圖所示。
①a、b、c三點(diǎn),主反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)開______。
②解釋N2的濃度變化曲線先上升后下降的原因:_______。18、CH4既是重要的清潔能源也是一種重要的化工原料。以CO2、H2為原料合成CH4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1
Ⅱ:△H2=+41.2kJ/mol
常溫常壓下,H2(g)和CH4(g)的摩爾燃燒焓分別為-285.8kJ/mol和-890.3kJ/mol;
(1)△H1_______kJ/mol。
(2)一定條件下,向恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH4(g)為amol,H2O(g)為bmol,則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為_______(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(3)n(H2):n(CO2)=4:1的混合氣體充入反應(yīng)器中;當(dāng)氣體總壓強(qiáng)為0.1MPa,平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖所示:
200~550℃時(shí),CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大的原因是_______。反應(yīng)器中應(yīng)選擇適宜的溫度是_______。
(4)為探究的反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系,起始時(shí),向恒容密閉容器中通入濃度均為1.0mol/LCO2與H2。平衡時(shí),根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出兩條反應(yīng)速率—濃度關(guān)系曲線:和
則與曲線相對應(yīng)的是上圖中曲線_______(填“甲”或“乙”);該反應(yīng)達(dá)到平衡后,某一時(shí)刻降低溫度,重新達(dá)到平衡,平衡常數(shù)_______(填“增大”或“減小”),則此時(shí)曲線甲對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為_______(填字母,下同),曲線乙對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為_______。19、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質(zhì)的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時(shí),2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發(fā)生反應(yīng),5min后達(dá)平衡,測得NO為1mol。計(jì)算該溫度下,N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=_______________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。
②如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T℃下N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時(shí)會產(chǎn)生CO。
(4)有人設(shè)想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應(yīng)除去CO,但事實(shí)上該反應(yīng)在任何溫度下都不能實(shí)現(xiàn),由此判斷該反應(yīng)的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實(shí)際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.使用高效催化劑20、以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的過程如圖所示:
硼鎂泥的主要成分如下表:。MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2%
回答下列問題:
(1)“酸解”時(shí)應(yīng)該加入的酸是_______,“濾渣1”中主要含有_________(寫化學(xué)式)。
(2)“除雜”時(shí)加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是________、_______。
(3)判斷“除雜”基本完成的檢驗(yàn)方法是____________。
(4)分離濾渣3應(yīng)趁熱過濾的原因是___________。21、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質(zhì)的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時(shí),2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發(fā)生反應(yīng),5min后達(dá)平衡,測得NO為1mol。計(jì)算該溫度下,N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=_______________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。
②如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T℃下N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時(shí)N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時(shí)會產(chǎn)生CO。
(4)有人設(shè)想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應(yīng)除去CO,但事實(shí)上該反應(yīng)在任何溫度下都不能實(shí)現(xiàn),由此判斷該反應(yīng)的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實(shí)際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.使用高效催化劑評卷人得分四、元素或物質(zhì)推斷題(共2題,共10分)22、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數(shù)依次增大,A的基態(tài)原子的L層電子是K層電子的兩倍;B的價(jià)電子層中的未成對電子有3個(gè);C與B同族;D的最高價(jià)含氧酸為酸性最強(qiáng)的無機(jī)含氧酸。請回答下列問題:
(1)C的基態(tài)原子的電子排布式為_____________;D的最高價(jià)含氧酸酸性比其低兩價(jià)的含氧酸酸性強(qiáng)的原因是___________________________。
(2)雜化軌道分為等性和不等性雜化,不等性雜化時(shí)在雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對的存在。A、B、C都能與D形成中心原子雜化方式為____________的兩元共價(jià)化合物。其中,屬于不等性雜化的是____________(寫化學(xué)式)。以上不等性雜化的化合物價(jià)層電子對立體構(gòu)型為_________,分子立體構(gòu)型為_______________________________。
(3)以上不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)A和B能形成多種結(jié)構(gòu)的晶體。其中一種類似金剛石的結(jié)構(gòu),硬度比金剛石還大,是一種新型的超硬材料。其結(jié)構(gòu)如下圖所示(圖1為晶體結(jié)構(gòu),圖2為切片層狀結(jié)構(gòu)),其化學(xué)式為________________。實(shí)驗(yàn)測得此晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)見圖3。已知圖示原子都包含在晶胞內(nèi),晶胞參數(shù)a=0.64nm,c=0.24nm。其晶體密度為________________(已知:=1.414,=1.732,結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后第2位)。
23、Ⅰ.電鍍廢水中常含有陰離子A,排放前可加CuSO4溶液處理;使之轉(zhuǎn)化為沉淀B,按如圖流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
已知:B含三種元素;氣體D標(biāo)況下密度2.32g/L;混合氣體l無色無味;氣體F標(biāo)況下密度為1.25g/L。請回答:
(1)組成B的三種元素是_______,氣體D的分子式是______。
(2)寫出固體C在足量氧氣中灼燒的方程式_______。
(3)固體C在沸騰的稀鹽酸中會生成一種弱酸和一種白色沉淀,該白色沉淀是共價(jià)化合物(測其分子量為199),則反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
Ⅱ.某興趣小組為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱,打開彈簧夾,向盛有NaBr溶液的試管B和分液漏斗C中同時(shí)通入少量Cl2;將少量分液漏斗C中溶液滴入試管D中,取試管D振蕩,靜止后觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)裝置如圖:
(4)說明氧化性Br2>I2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________。
(5)為了排除Cl2對溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾,需確認(rèn)分液漏斗C中通入Cl2未過量。試設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)_________。評卷人得分五、有機(jī)推斷題(共1題,共8分)24、G是一種治療心血管疾病的藥物;合成該藥物的一種路線如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)寫出①的反應(yīng)類型_______。
(2)反應(yīng)②所需的試劑和條件_______。
(3)B中含氧官能團(tuán)的檢驗(yàn)方法_______。
(4)寫出E的結(jié)構(gòu)簡式_______。
(5)寫出F→G的化學(xué)方程式_______。
(6)寫出滿足下列條件,C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_______。
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能發(fā)生水解反應(yīng);③含苯環(huán);④含有5個(gè)化學(xué)環(huán)境不同的H原子。
(7)設(shè)計(jì)一條以乙烯和乙醛為原料(其它無機(jī)試劑任選)制備聚2-丁烯()的合成路線_______。(合成路線常用的表達(dá)方式為:AB目標(biāo)產(chǎn)物)參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、C【分析】【分析】
【詳解】
A.在氯化鈉晶體中,的配位數(shù)均為6,則距離最近的6個(gè)形成正八面體;故A正確;
B.分子晶體的構(gòu)成為分子,每個(gè)分子為1個(gè)整體,所以該分子的化學(xué)式為E4F4或F4E4;故B正確;
C.鋅晶體的配位數(shù)為12;故C錯(cuò);
D.由KO2的晶胞圖示可知,KO2晶體中每個(gè)K+周圍有6個(gè)緊鄰的O每個(gè)周圍有6個(gè)緊鄰的K+;故D正確;
答案選C。2、B【分析】【詳解】
A.向純水中加入NaOH固體,NaOH電離產(chǎn)生OH-,使溶液中c(OH-)增大;水的電離平衡逆向移動,因此水的電離程度減小,A正確;
B.純水中加入FeCl3固體,F(xiàn)eCl3電離產(chǎn)生Fe3+,消耗水電離產(chǎn)生的OH-,使水的電離平衡正向移動,最終達(dá)到平衡時(shí)溶液中c(H+)>c(OH-);溶液顯酸性,故pH減小,B錯(cuò)誤;
C.0.005mol·L-1的硫酸溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.005mol/L=0.01mol/L;故溶液pH=2,C正確;
D.0.01mol·L-1的氫氧化鈉溶液中c(OH-)=0.01mol/L,則c(H+)=mol/L=10-12mol/L;所以溶液pH=12,D正確;
故合理選項(xiàng)是B。3、C【分析】【詳解】
A.氫氧根離子的濃度為0.1沒有說明體積,數(shù)目不確定,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.Fe3+會發(fā)生水解,數(shù)目小于0.2NA;B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.1LpH=2的溶液中,水電離出氫氧根的濃度為水電離出的H+的數(shù)目等于水電離出氫氧根離子數(shù)目,為10-12NA;C項(xiàng)正確;
D.氯氣與水反應(yīng)的方程式為為可逆反應(yīng),HClO分子數(shù)小于0.1NA;D項(xiàng)錯(cuò)誤;
故選C。
【點(diǎn)睛】
注意酸堿抑制水的電離,水電離出的H+與OH-始終相等。4、B【分析】【分析】
【詳解】
A.根據(jù)題給流程圖分析可知,磷硅渣在濃硫酸“浸出”操作之后涉及的物質(zhì)中不含有硅元素且不與濃硫酸反應(yīng),則廢渣中一定含有選項(xiàng)A正確;
B.高溫條件下;硫酸鈣的結(jié)晶水容易失去,所以“除硫”的操作不能在高溫下進(jìn)行,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)反應(yīng)前后的物質(zhì)可知,“除硫”的化學(xué)反應(yīng)方程式為選項(xiàng)C正確;
D.進(jìn)入循環(huán)的濾液中主要含有P、等元素,所以可以提高P、元素的利用率;選項(xiàng)D正確。
答案選B。5、D【分析】【分析】
【詳解】
A、乙醇具有還原性,能被重鉻酸鉀氧化為乙酸,不發(fā)生消去反應(yīng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B、雙氧水的濃度應(yīng)相同,濃度影響反應(yīng)速率,無法比較,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C、因?yàn)榧t棕色的二氧化氮可與水反應(yīng)生成無色的NO,故根據(jù)排水集氣法收集的無色氣體不能證明銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D、由于硝酸銀過量,故沉淀中既有氯化銀又有硫化銀,不能據(jù)此比較氯化銀、硫化銀溶度積的大小,選項(xiàng)D正確。答案選D。二、填空題(共8題,共16分)6、略
【分析】【詳解】
(1)水電離程度比較:碳酸鈉溶液屬于強(qiáng)堿弱酸鹽;碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性,促進(jìn)了水的電離;鹽酸是強(qiáng)酸溶液,氫氧化鈉溶液是強(qiáng)堿溶液,溶液中水的電離都受到了抑制作用,其中鹽酸中的氫離子濃度等于氫氧化鈉溶液中的氫氧根離子濃度,二者中水的電離程度相等;醋酸溶液為弱酸,發(fā)生微弱的電離產(chǎn)生氫離子,抑制了水的電離,但醋酸溶液中氫離子濃度遠(yuǎn)小于鹽酸,故水的電離程度比鹽酸和氫氧化鈉都強(qiáng),綜合而言這四種溶液中水的電離程度由大到小的順序是④>②>①=③。故答案為:④>②>①=③。
(2)等體積的醋酸和氫氧化鈉混合,混合后溶液恰好為醋酸鈉溶液,屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,醋酸根離子發(fā)生微弱的水解導(dǎo)致溶液顯堿性,所以溶液中離子濃度的大小順序是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。故答案為:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)常溫下,0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,可得溶液中c(H+)=10-3mol/L,由醋酸的電離方程式:CH3COOHCH3COO-+H+可得其電離平衡常數(shù)為:故答案為:10-5。
(4)碳酸鈉溶液屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性,促進(jìn)了水的電離,其水解方程式為:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-,故答案為:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-。
(5)取10mLHCl溶液,加水稀釋到1000mL,此時(shí)溶液中由HCl電離出的由此可知,此時(shí)溶液中的c(H+)=10-3mol/L,可得該溶液中由水電離出的故答案為:10?11mol/L?!窘馕觥竣埽劲冢劲?③c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)10-5CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-10?11mol/L7、略
【分析】【詳解】
(1)水楊酸和乙酸酐在濃硫酸的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成乙酰水楊酸,方程式為:(2)在除去聚合物并提純阿司匹林的過程中;可以將阿司匹林與碳酸氫鈉反應(yīng)使羧基變?yōu)轸人徕c,且酯基不水解,這樣使阿司匹林溶于水,聚合物難溶于水,將聚合物除去,再將阿司匹林的鈉鹽鹽酸酸化可得阿司匹林,過程中涉及的離子方程式為:
.(3)該儀器的名稱為布氏漏斗。布氏漏斗中加入濾紙,用蒸餾水濕潤后,應(yīng)先微開水龍頭,不能大開,避免濾紙破損。故選①。(4)A.抽濾能為了加快過濾速率,但不能使沉淀的顆粒變大,故錯(cuò)誤;B.顆粒太小的沉淀不能用抽濾的原因是顆粒太小的容易在濾紙上形成一層密實(shí)的沉淀,不容易透過,故正確;C.當(dāng)吸濾瓶內(nèi)液面高度快達(dá)到支管口時(shí),應(yīng)拔掉吸濾瓶上的橡皮管,從吸濾瓶上口倒出溶液,而不能從吸濾瓶支管口倒出溶液,故錯(cuò)誤;D.將晶體轉(zhuǎn)移至布氏漏斗時(shí),若有晶體附在燒杯內(nèi)壁,應(yīng)用濾液來淋洗布氏漏斗,因?yàn)闉V液是飽和溶液,沖洗是不會使晶體溶解,同時(shí)又不會帶入雜質(zhì),故錯(cuò)誤;E.洗滌沉淀時(shí),應(yīng)先關(guān)小水龍頭,然后蒸餾水緩緩淋洗,再打開水龍頭抽濾,不能使洗滌劑快速通過沉淀,故錯(cuò)誤。故選B。(5)阿司匹林在冷水中的溶解度減小,所以用冷水洗滌晶體可以除去晶體表面附著的雜質(zhì),并減少阿司匹林因溶解而引起的損耗。(6)根據(jù)方程式分析,乙酸酐過量,用水楊酸計(jì)算阿司匹林的質(zhì)量為g,實(shí)際產(chǎn)率為=60%?!窘馕觥咳〈磻?yīng)布氏漏斗①B除去晶體表面附著的雜質(zhì),并減少阿司匹林因溶解而引起的損耗60%8、略
【分析】【詳解】
NaClO3和濃H2SO4在反應(yīng)器①中發(fā)生還原反應(yīng)生成ClO2和Na2SO4,所以試劑A可以用二氧化硫,ClO2在反應(yīng)器②中與雙氧水、氫氧化鈉反應(yīng)生成亞氯酸鈉,再得到其晶體。
(1)根據(jù)上面的分析可以知道試劑A為SO2,故選a,因此,本題正確答案是:a。
(2)反②中ClO2被雙氧水還原成ClO2?,反應(yīng)的離子方程式為2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O,因此,本題正確答案是:2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受熱易分解,所以亞氯酸鈉溶液中獲得晶體,溫度不能太高,所以反應(yīng)②結(jié)束后采用“減壓蒸發(fā)”操作,在較低溫度蒸發(fā)濃縮,可防止溫度過高.NaClO2分解。因此,本題正確答案是:在較低溫度蒸發(fā)濃縮,可防止溫度過高.NaClO2分解。
(4)根據(jù)信息純ClO2易分解爆炸,空氣中ClO2的體積分?jǐn)?shù)在10以下比較安全,所以要持續(xù)通過量的空氣,NaClO2在堿性溶液中穩(wěn)定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反應(yīng)②中堿要過量,因?yàn)樵噭〢為二氧化硫,NaClO3被還原成ClO2,所以反應(yīng)①后得到的母液中,溶質(zhì)的主要成分是,Na2SO4。故選acd,因此;本題正確答案是:acd。
(5)①亞氯酸鈉具有氧化性,且NaClO2溶液呈堿性,則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式因此,本題正確答案是:
②由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以知道,在相同時(shí)間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多,因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率.原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高,因此,本題正確答案是:大于;NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高。【解析】a2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O減壓可以使物質(zhì)沸點(diǎn)降低,實(shí)驗(yàn)較低溫度下進(jìn)行蒸發(fā),可避免NaClO2因溫度高而發(fā)生分解acd4OH?+3ClO2?+4NO4NO3?+3Cl?+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此條件下SO2還原性更強(qiáng);脫硝反應(yīng)活化能更大9、略
【分析】【分析】
用苯氧乙酸和丙烯醇發(fā)生酯化反應(yīng)制得菠蘿酯,苯氧乙酸用苯酚和氯乙酸反應(yīng)制得,考慮到它們?nèi)芊悬c(diǎn)的差異,最好選擇溫度讓苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸都成為液體,反應(yīng)室I中反應(yīng)的最佳溫度是104℃,水浴加熱溫度太低,苯氧乙酸沸點(diǎn)99攝氏度,水浴溫度會使它凝固,不利于分離,火爐直接加熱,會使苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸全都生成氣體,不利于反應(yīng),故選擇油浴。生成的菠蘿酯屬于酯類,在堿性條件下會發(fā)生水解,所以不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液。
【詳解】
(1)火爐直接加熱溫度比較高;會讓苯酚和氯乙酸變成蒸汽,不利于它們之間的反應(yīng),還會使苯氧,故溫度不能太高,水浴加熱溫度較低,不能讓氯乙酸和苯酚熔化,故溫度也不能太低,可以使所有物質(zhì)都成液體,為較好地控制溫度在102℃~106℃之間,加熱時(shí)可選用油浴加熱;
答案為:C;
(2)分離室I是將反應(yīng)不充分的原料再重復(fù)使用;為了增加原料的利用率,要把苯酚和氯乙酸加入反應(yīng)室1,操作名稱為蒸餾;
答案為:蒸餾;
(3)反應(yīng)室1為苯酚和氯乙酸發(fā)生取代反應(yīng),制得苯氧乙酸,+HCl;
答案為:+HCl;
(4)分離室II發(fā)生的反應(yīng)是苯氧乙酸和丙烯醇發(fā)生酯化反應(yīng),制取菠蘿酯,由于酯在NaHCO3溶液中的溶解度較小,可以析出,隨后分液即可,如用NaOH會使酯發(fā)生水解,故不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,化學(xué)方程式為+NaOH+HOCH2CH=CH2
答案為+NaOH+HOCH2CH=CH2?!窘馕觥緾蒸餾+HCl+NaOH+HOCH2CH=CH210、略
【分析】【分析】
(1)托盤天平的平衡原理:稱量物質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼質(zhì)量;
(2)鎂在空氣中劇烈燃燒;放出大量的熱,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體氧化鎂;
(3)圖C表示銅和氧氣在加熱條件下生成黑色氧化銅;
(4)圖D表示加壓氣體體積縮??;
【詳解】
(1)稱量物質(zhì)量=砝碼質(zhì)量+游碼質(zhì)量;15=NaCl質(zhì)量+3,NaCl的實(shí)際質(zhì)量是15g-3g=12g;
(2)鎂在空氣中燃燒的現(xiàn)象是:放出大量的熱;發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體;
(3)圖C的表達(dá)式為:銅+氧氣氧化銅;
(4)圖D表示加壓氣體體積縮小,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證分子之間的存在間隙;【解析】12g放出大量的熱,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體銅+氧氣氧化銅驗(yàn)證分子之間的存在間隙11、略
【分析】【分析】
(1)甲實(shí)驗(yàn):根據(jù)裝置Ⅰ不要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解;過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍(lán)說明生成碘單質(zhì);
(2)碘離子具有還原性;在酸性條件下能夠被氧化氧化成碘單質(zhì),據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式;
(3)對比乙、丙實(shí)驗(yàn)可以知道,O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件酸性環(huán)境;酸溶液中氫離子濃度不同,裝置Ⅲ中出現(xiàn)藍(lán)色的速率不同;
(4)證明Ⅰ中產(chǎn)生的氣體中含有雙氧水;氧氣和雙氧水都具有氧化性,需要利用不同性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn);
(5)該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液;向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán),可能是生成的碘單質(zhì)在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成碘化鉀;碘酸鉀,驗(yàn)證是否正確是在未變藍(lán)色的溶液中滴入稀硫酸觀察是否變藍(lán)。
【詳解】
(1)甲實(shí)驗(yàn):根據(jù)裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解,過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,向Ⅰ的錐形瓶中加入MnO2固體,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;連接Ⅰ;Ⅲ,打開活塞,Ⅰ中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍(lán)說明生成碘單質(zhì),故答案為:分液漏斗;
(2)碘離子具有還原性,在酸性條件下能夠被氧化成碘單質(zhì),據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向裝置Ⅱ中加入KMnO4固體,連接裝置II、III,點(diǎn)燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液不變藍(lán),向Ⅱ中加入KMnO4固體,Ⅲ中加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,連接Ⅱ、Ⅲ,點(diǎn)燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液變藍(lán)。對比乙、丙實(shí)驗(yàn)可以知道,O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是:酸性環(huán)境;為進(jìn)一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響;可采取的實(shí)驗(yàn)措施是:使用不同濃度的稀硫酸作對比實(shí)驗(yàn),故答案為:酸性環(huán)境;使用不同濃度的稀硫狻作對比實(shí)驗(yàn);
(4)A.高錳酸鉀溶液能夠?qū)㈦p氧水氧化;導(dǎo)致高錳酸鉀溶液褪色,而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應(yīng),如果高錳酸鉀溶液褪色可證明混合氣體中含有雙氧水,故A正確;
B.氧氣和高錳酸鉀溶液都能夠氧化亞鐵離子;無法證明混合氣體中含有雙氧水,故B錯(cuò)誤;
C.高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化硫化氫;無法用硫化氫檢驗(yàn)混合氣體中是否含有雙氧水,故C錯(cuò)誤;
故答案為:A;
(5)KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán),他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)的離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明他們的猜想是否正確的實(shí)驗(yàn)方案為:在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現(xiàn)象,若溶液變藍(lán)則猜想正確,否則錯(cuò)誤,故答案為:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液;觀察現(xiàn)象,若溶液變藍(lán)則猜想正確,否則錯(cuò)誤。
【點(diǎn)睛】
在做探究性實(shí)驗(yàn)的題目時(shí),根據(jù)資料,如果沒有得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,那么除了資料中給的化學(xué)反應(yīng),還要考慮酸性或堿性環(huán)境的影響,結(jié)合題目的上下文進(jìn)行聯(lián)系,綜合考慮得出結(jié)論。這是解答此類題目時(shí)的難點(diǎn)?!窘馕觥糠忠郝┒稫MnO4固體O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性環(huán)境使用同體積不同濃度的稀硫酸做對比實(shí)驗(yàn)A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現(xiàn)象,若溶液變藍(lán)則猜想正確,否則錯(cuò)誤12、略
【分析】【分析】
溴單質(zhì)氧化性較強(qiáng),能將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵,三價(jià)鐵在水溶液中是黃色的;要驗(yàn)證乙同學(xué)的判斷正確,可檢驗(yàn)黃色溶液中不含Br2或黃色溶液中含F(xiàn)e3+,根據(jù)Br2和Fe3+的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),Br2可溶于CCl4,F(xiàn)e3+可與KSCN溶液反應(yīng)生成血紅色物質(zhì);Br2能將Fe2+氧化成Fe3+,說明還原性:Fe2+>Br-;依據(jù)氧化還原反應(yīng)中“先強(qiáng)后弱”規(guī)律判斷。
【詳解】
(1)在足量的稀氯化亞鐵溶液中,加入1-2滴液溴,若沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使溶液呈黃色的微粒為Br2;若是發(fā)生化學(xué)反應(yīng),二價(jià)鐵離子被溴單質(zhì)氧化為三價(jià)鐵在水溶液中是黃色的;因此答案是:Br2;Fe3+;
(2)要驗(yàn)證乙同學(xué)的判斷正確,可檢驗(yàn)黃色溶液中不含Br2或黃色溶液中含F(xiàn)e3+,根據(jù)Br2和Fe3+的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),Br2可溶于CCl4,F(xiàn)e3+可與KSCN溶液反應(yīng)生成血紅色物質(zhì);方案一可選用CCl4(C),向黃色溶液中加入四氯化碳,充分振蕩、靜置,溶液分層,若下層呈無色,表明黃色溶液中不含Br2,則乙同學(xué)的判斷正確;方案二可選用KSCN溶液(D),向黃色溶液中加入KSCN溶液,振蕩,若溶液變?yōu)檠t色,則黃色溶液中含F(xiàn)e3+;則乙同學(xué)的判斷正確。
(3)根據(jù)上述推測說明發(fā)生反應(yīng)Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,由此說明亞鐵離子的還原性大于溴離子,Cl2具有氧化性,先氧化的離子是亞鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;因此答案是:Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。【解析】Br2;Fe3+答案如下:
。
選用試劑。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
第一種方法。
C
有機(jī)層無色。
第二種方法。
D
溶液變紅。
Fe2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-13、略
【分析】【詳解】
(1)NaHCO3在水溶液中發(fā)生電離:NaHCO3=Na++電離產(chǎn)生是會發(fā)生電離作用:H++也會發(fā)生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。發(fā)生電離、水解作用都會消耗離子導(dǎo)致c(Na+)>c();電離產(chǎn)生H+使溶液顯酸性;水解產(chǎn)生OH-,使溶液顯堿性。由于其水解作用大于電離作用,最終達(dá)到平衡時(shí),溶液中c(OH-)>c(H+),但鹽水解程度是微弱的,主要以鹽電離產(chǎn)生的離子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除會電離產(chǎn)生,還有H2O電離產(chǎn)生,而只有電離產(chǎn)生,故離子濃度:c(H+)>c(),因此該溶液中各種離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol?L-1的NaHR溶液中,存在HR-的電離作用:HR-R2-+H+,電離產(chǎn)生H+使溶液顯酸性,同時(shí)也存在著水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解產(chǎn)生OH-,使溶液顯堿性,其平衡常數(shù)Kh=<Ka2=5.60×10-8,說明HR-的電離作用大于水解作用;因此NaHR溶液顯酸性;
(3)AlCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中會發(fā)生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,導(dǎo)致溶液變渾濁,由于水解產(chǎn)生HCl,因此根據(jù)平衡移動原理,若用固體配制溶液時(shí),將其溶解在一定量的濃鹽酸中,增加了H+的濃度,就可以抑制鹽的水解,然后再加水稀釋,就可以得到澄清溶液;若將AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向進(jìn)行直至水解完全,HCl揮發(fā)逸出,得到的固體是Al(OH)3,然后將固體灼燒至恒重,Al(OH)3分解產(chǎn)生Al2O3和H2O,最后得到的固體是Al2O3;
(4)氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都會抑制物質(zhì)的溶解,溶液中Ag+、Cl-濃度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol?L-1鹽酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸餾水中不含Cl-、Ag+;對氯化銀在水中溶解無抑制作用。
它們抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,該溶液中含有的c(Ag+)最大;則這四種液體物質(zhì)中銀離子濃度由大到小的順序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,則該溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L?!窘馕觥縞(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸將AlCl3(s)溶解在較濃的鹽酸中,然后加水稀釋Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、原理綜合題(共8題,共16分)14、略
【分析】【詳解】
I.(1)①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1;
根據(jù)蓋斯定律,將②-①×整理可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1
(2)洗滌含SO2的煙氣,使SO2與洗滌劑發(fā)生反應(yīng)。
A.NaHSO3與SO2不能反應(yīng);不能作洗滌劑,A不符合題意;
B.由于亞硫酸的酸性比碳酸強(qiáng),所以NaHCO3與SO2能反應(yīng),產(chǎn)生Na2SO3或NaHSO3及CO2;因此能作洗滌劑,B符合題意;
C.由于鹽酸的酸性比亞硫酸的酸強(qiáng),所以BaCl2與SO2不能反應(yīng);不能作洗滌劑,C不符合題意;
D.FeCl3與SO2、H2O發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生FeCl2、HCl、H2SO4;因此可以作洗滌劑,D符合題意;
故合理選項(xiàng)是BD;
II.(3)根據(jù)方程式N2(g)+O2(g)?2NO(g),每反應(yīng)消耗1molN2、1molO2就會產(chǎn)生2molNO,則5min后達(dá)平衡,測得NO為1mol,則消耗N2為0.5mol,消耗O2為0.5mol,用N2的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(N2)==0.05mol/(L·min);此時(shí)各種氣體的濃度分別是c(N2)=mol/L,c(O2)=mol/L,c(NO)=mol,則此時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
②由曲線改變可知:改變外界條件后反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短,且化學(xué)平衡正向移動,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積不變的吸熱反應(yīng),則改變的條件可能是升溫或增大O2的濃度;
(4)有人設(shè)想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應(yīng)除去CO,該反應(yīng)反應(yīng)后氣體混亂程度減小,△S<0,若使該反應(yīng)在任何溫度下都不能實(shí)現(xiàn),則ΔG>0,ΔG=ΔH-T△S>0,由此判斷該反應(yīng)的ΔH>0;
(5)反應(yīng)2CO(g)2CO2(g)+N2(g)在570K時(shí)的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率,就應(yīng)該加快化學(xué)反應(yīng)速率,由于該條件下化學(xué)平衡常數(shù)已經(jīng)很大,在影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素中,采用升高溫度或增大壓強(qiáng),就需消耗較高的能量和動力,對設(shè)備的材料承受的壓力要求也高,投入大大增加,一般不采用;而催化劑能夠成千上萬倍的加快化學(xué)反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間,因此在實(shí)際操作中最可行的措施是使用高效催化劑,故合理選項(xiàng)是C?!窘馕觥緾(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1BD0.05mol/(L·min)或0.57升溫或增大O2的濃度>C15、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖可知:Cu2+與4個(gè)H2O分子的O原子形成4個(gè)配位鍵,所以Cu2+的配位體是H2O,配位數(shù)是4,用配合物的形式表示膽礬的化學(xué)式為[Cu(H2O)4]SO4·H2O;
在中S原子采用sp3雜化,形成4個(gè)σ鍵,離子中含有的價(jià)層電子對數(shù)為:4+=4,不含孤電子對,所以離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形;
(2)根據(jù)元素原子結(jié)構(gòu)可知?dú)怏w(SCN)2的分子結(jié)構(gòu)式是N≡C—S—-S—C≡N。共價(jià)單鍵都是σ鍵,共價(jià)三鍵中1個(gè)σ鍵2個(gè)π鍵,在1個(gè)(SCN)2中含有4個(gè)π鍵,則在1mol(SCN)2中含有的π鍵數(shù)目為4NA;
(SCN)2對應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸和異硫氰酸其中異硫氰酸的沸點(diǎn)較高,這是由于硫氰酸分子之間只存在分子間作用力,沒有形成氫鍵,而在異硫氰酸分子之間除存在分子間作用力外,還形成了氫鍵,氫鍵的形成增加了分子之間的吸引作用,導(dǎo)致異硫氰酸的沸點(diǎn)比硫氰酸高;
(3)向硫酸銅溶液中,加入NaCl固體,溶液由藍(lán)色變?yōu)辄S綠色,這是由于發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:[Cu(H2O)4]2+(aq)(藍(lán)色)+4Cl-(aq)[CuCl4]2-(aq)(黃色)+4H2O(aq),因此此時(shí)溶液中銅元素的主要存在形式是[Cu(Cl)4]2-;
向該溶液中加入氨水,首先是[Cu(Cl)4]2-電離產(chǎn)生的Cu2+與氨水中的電解質(zhì)NH3·H2O電離產(chǎn)生的OH-結(jié)合產(chǎn)生Cu(OH)2藍(lán)色沉淀,當(dāng)氨水過量時(shí),又發(fā)生反應(yīng):Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,形成了銅氨絡(luò)離子[Cu(NH3)4]2+;從而使溶液變?yōu)樯钏{(lán)色;
(4)Cu單獨(dú)與氨水、過氧化氫都不反應(yīng),但能與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng),這是由于Cu被氧化產(chǎn)生的Cu2+與NH3結(jié)合形成絡(luò)離子[Cu(NH3)4]2+,H2O2得到電子被還原為OH-,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。【解析】①.[Cu(H2O)4]SO4·H2O②.正四面體③.sp3雜化④.4NA⑤.異硫氰酸分子之間能形成氫鍵⑥.[Cu(Cl)4]2-⑦.Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O⑧.Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O16、略
【分析】【詳解】
(1)總化學(xué)反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定。根據(jù)已知信息可知:在上述三個(gè)反應(yīng)中反應(yīng)II是慢反應(yīng);故反應(yīng)II決定NO的氧化反應(yīng)速率;
已知反應(yīng):Ⅰ.(快反應(yīng))
Ⅲ.(快反應(yīng))
IV.
根據(jù)蓋斯定律,將(IV)-(I)-(Ⅲ),整理可得:△H=(-a+b-c)kJ/mol;
(2)A.已知反應(yīng)Ⅰ:v正=k1·c2(NO),v逆=k2·c[(NO)2],當(dāng)反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài),v正=v逆,則k1·c2(NO)=k2·c[(NO)2],A正確;
B.反應(yīng)的活化能越大;反應(yīng)越難發(fā)生,反應(yīng)速率越慢。由于反應(yīng)I是快反應(yīng),反應(yīng)II是慢反應(yīng),說明反應(yīng)Ⅱ的活化能高于反應(yīng)Ⅰ的活化能,B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)速率常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,化學(xué)速率常數(shù)不變。所以增大NO的濃度,k1不變;C錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是BC;
(3)①在溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動,NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大。根據(jù)圖像可知:在壓強(qiáng)是p2時(shí)NO轉(zhuǎn)化率比p1時(shí)大,說明壓強(qiáng):p1<p2;
②由于是將NO、O2按2:1的物質(zhì)的量的比加入,二者反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是2:1,所以平衡時(shí)二者的轉(zhuǎn)化率相同。根據(jù)圖像可知:在400℃、p1條件下,NO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,所以O(shè)2的平衡轉(zhuǎn)化率也是40%;
③假設(shè)反應(yīng)開始時(shí)加入1mol的O2,則加入NO物質(zhì)的量是2mol,根據(jù)圖像可知在700℃、p2條件下,NO的平衡轉(zhuǎn)化率是20%,平衡時(shí)n(NO)=2mol×(1-20%)=1.6mol,n(O2)=1mol×(1-20%)=0.8mol,n(NO2)=2mol×20%=0.4mol,平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為n(總)=1.6mol+0.8mol+0.4mol=2.8mol,所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
(4)根據(jù)圖像可知:在其它條件不變時(shí),升高溫度,反應(yīng)的NO平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),同時(shí)該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以在恒容條件下,為提高NO轉(zhuǎn)化為NO2的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有增大O2的濃度或適當(dāng)降低反應(yīng)溫度。【解析】II-a+b-cBC<40增大O2的濃度或適當(dāng)降低溫度17、略
【分析】【詳解】
(1)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
根據(jù)蓋斯定律,將①-②+③,整理可得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。
(2)①CO還原NO的反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H<0;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小放熱反應(yīng),既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,則化學(xué)反應(yīng)速率加快,且平衡正向移動,可采取措施可以是增大壓強(qiáng)或增大CO的濃度;
②實(shí)驗(yàn)測得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。達(dá)到平衡后,只升高溫度,v正、v逆都增大,由于濃度不變,所以k正、k逆都增大。由于升高溫度化學(xué)平衡會向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,這說明k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù);
若在1L恒容密閉容器中充入1molCO和1molNO發(fā)生上述反應(yīng),在一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則平衡時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量是0.4mol,反應(yīng)產(chǎn)生N2是0.2mol,此時(shí)CO、NO的物質(zhì)的量都是0.6mol,由于容器的容積是1L,則平衡時(shí)各種物質(zhì)的濃度c(CO)=c(NO)=0.6mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,c(N2)=0.2mol/L,該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K==當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正=v逆,則k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),==
(3)對于反應(yīng)4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(g),反應(yīng)開始時(shí)n(NH3)=0.90mol,n(NO)=1.20mol,達(dá)到平衡時(shí)n(NH3)=0.50mol,n(NO)=0.60mol,根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系,可知平衡時(shí)產(chǎn)生N2的物質(zhì)的量n(N2)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.50mol,n(H2O)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.60mol,在溫度和容器的容積不變時(shí),氣體的壓強(qiáng)與物質(zhì)的量呈正比,若反應(yīng)開始時(shí)的壓強(qiáng)為P0,則平衡壓強(qiáng)=該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=
(4)SCR脫硝技術(shù)的主反應(yīng)為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密閉容器中起始投入一定量NH3、NO、O2進(jìn)行反應(yīng)。
①在影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件中,增大濃度、增大壓強(qiáng)、升高溫度都會增大反應(yīng)速率,其中溫度升高對反應(yīng)速率的影響大,由于溫度:a<b<c,所以在這三點(diǎn)中,主反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)椋篶>b>a;
②分析圖象中氮?dú)獾臐舛茸兓芍?50K時(shí)達(dá)到最大,550K后隨溫度升高濃度減小,變化趨勢說明在b點(diǎn)前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行,溫度升高,反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氮?dú)獾臐舛仍龃?。?dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后氮?dú)鉂舛入S溫度升高減小,說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,且隨著溫度的升高,有副產(chǎn)物的生成,也導(dǎo)致N2濃度降低?!窘馕觥緾H4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。增大壓強(qiáng)或增大CO的濃度<c>b>a先上升:反應(yīng)還未到達(dá)平衡狀態(tài),溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,單位時(shí)間內(nèi)N2濃度增大;后下降:達(dá)到平衡狀態(tài)后,隨著溫度升高,因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動,且隨著溫度升高有副產(chǎn)物的生成,也導(dǎo)致N2濃度降低18、略
【分析】【詳解】
(1)由題目已知信息可知:熱化學(xué)方程式:①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol;
③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,將4×①-②+2×③,整理可得:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-164.9kJ/mol;
(2)一定條件下,向恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),容器中CH4(g)為amol,H2O(g)為bmol,由反應(yīng)方程式I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)中物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,反應(yīng)產(chǎn)生amolCH4(g),同時(shí)產(chǎn)生2amolH2O(g),消耗amolCO2(g)和4amolH2(g),則反應(yīng)方程式II:產(chǎn)生(b-2a)molH2O(g),產(chǎn)生(b-2a)molCO(g),消耗CO2(g)、H2(g)的物質(zhì)的量都是(b-2a)mol,因此此時(shí)容器中n(CO2)=[(1-a)-(b-2a)]=(1+a-b)mol,n(H2)=[(3-4a)-(b-2a)]=(3-2a-b)mol,n(CO)=(b-2a)mol,n(H2O)=bmol,假設(shè)反應(yīng)容器的容積是VL,反應(yīng)II的化學(xué)平衡常數(shù)K==
(3)200~550℃時(shí),CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大是由于△H1<0,△H2>0,溫度升高時(shí),反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡逆向移動使CO2增加的量比反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡正向移動使CO2減少的量多,因此CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大;
反應(yīng)器中應(yīng)選擇的溫度應(yīng)該有利于合成CH4,由于反應(yīng)I的△H1<0;故適宜的溫度是較低溫度為200℃;
(4)在反應(yīng)開始時(shí)CO2與H2的濃度都是1.0mol/L,且隨著反應(yīng)的進(jìn)行,CO2的濃度逐漸減小,正反應(yīng)速率越來越小,故與曲線相對應(yīng)的是上圖中曲線中的乙;
該反應(yīng)達(dá)到平衡后;某一時(shí)刻降低溫度,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,化學(xué)平衡正向移動,重新達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)增大;
根據(jù)圖象可知:反應(yīng)平衡時(shí)圖中對應(yīng)點(diǎn)應(yīng)為E和F,降低溫度后,反應(yīng)速率減小,平衡正向移動,CH4的濃度會增大,CO2的濃度減小,則此時(shí)曲線甲對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為D點(diǎn),曲線乙對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為M點(diǎn)?!窘馕觥?164.9△H1<0,△H2>0,溫度升高時(shí),反應(yīng)Ⅰ向左移動使CO2增加的量比反應(yīng)Ⅱ向右移動使CO2減少的量多200℃乙增大DM19、略
【分析】【詳解】
I.(1)①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1;
根據(jù)蓋斯定律,將②-①×整理可得:C(s)+H2O(g)=CO(
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