【題目】鐵及其化合物在日常生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,研究鐵及其化合物的應(yīng)用意義重大。試回答下列問題:
(1)已知:高爐煉鐵過程中會發(fā)生如下反應(yīng):
①FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH1
②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH3
則反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH的表達(dá)式為_______________________________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。
(2)上述反應(yīng)在高爐中大致分為三個階段,各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 250 | 600 | 1000 | 2000 |
主要成分 | Fe2O3 | Fe3O4 | FeO | Fe |
1600 ℃時固體物質(zhì)的主要成分為_____________(填化學(xué)式);若該溫度下,測得固體混合物中m(Fe)∶m(O)=35∶4,則FeO被CO還原為Fe的百分率為______________(設(shè)其他固體雜質(zhì)中不含Fe、O元素)。
(3)鐵的某些化合物可用作CO與H2反應(yīng)的催化劑。已知某種鐵的化合物可用來催化反應(yīng):CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH <0 。
在T ℃、a MPa時,將2 mol CO和6 mol H2充入某容積可變的密閉容器中,實驗測得CO的物質(zhì)的量在反應(yīng)體系中所占百分比x(CO)如下表:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
x(CO) | 0.25 | 0.23 | 0.21 | 0.20 | 0.10 | 0.10 |
① T ℃ a MPa時,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K = ____________(保留1位小數(shù))。達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為___________。
②上圖表示該反應(yīng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。
圖中溫度T1、T2、T3由低到高的順序是________________。圖中顯示其它條件固定時,增加壓強(qiáng)會導(dǎo)致平衡向___________(填“左”或“右”)移動。
【答案】2ΔH1+ΔH2/3+2ΔH3/3 FeO、Fe 60% 無法確定 75%或0.75 T1<T2<T3 右
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將所給的反應(yīng)①×2+②/3+③×2/3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g);
(2)由表給數(shù)據(jù)可知1000℃時為FeO,在2000℃時為Fe,故在1600℃時固體物質(zhì)的主要成分為FeO和Fe的混合物,依據(jù)鐵、氧質(zhì)量比計算物質(zhì)的量比,依據(jù)物質(zhì)的量比計算FeO被CO還原為Fe的百分率;
(3)①由圖可知40min時反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)為0.1,依據(jù)三段式可計算平衡時CO的轉(zhuǎn)化率,但容器體積無法確定,不能計算此反應(yīng)的平衡常數(shù)K;
②該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減少的放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,增大壓強(qiáng),平衡右移。
(1)根據(jù)蓋斯定律,將所給的反應(yīng)①×2+②/3+③×2/3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g),故ΔH=2ΔH1+ΔH2/3+2ΔH3/3,故答案為:2ΔH1+ΔH2/3+2ΔH3/3;
(2)根據(jù)在1000℃時為FeO,在2000℃時為Fe,故在1600℃時固體物質(zhì)的主要成分為FeO和Fe的混合物;設(shè)混合物中FeO的物質(zhì)的量為xmol,F(xiàn)e的物質(zhì)的量為ymol,則有:(x+y)/x=(35/56)/(4/16),得x:y=3:2,故剩余的FeO和被還原為鐵的FeO的物質(zhì)的量之比為3:2,則可知被還原的FeO的百分比為3/(3+2)×100%=60%,故答案為:FeO和Fe;60%;
(3) ①設(shè)反應(yīng)達(dá)平衡時CO轉(zhuǎn)化了xmol,則根據(jù)三段式可知:
CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)
初始(n):2mol 6mol 0 0
△n: xmol 3xmol xmol xmol
平衡(n):(2-x)mol(6-3x)mol xmol xmol
由題給數(shù)據(jù)可知40min時反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)為0.1,則有(2-x)/(8-2x)=0.1,解得x=1.5 mol,因無法確定平衡時容器體積,無法計算平衡時濃度,故無法計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K;達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為=1.5mol/2mol×100%=75%,故答案為:無法確定;75%;
②反應(yīng)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H<0,升高溫度,平衡左移,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低,根據(jù)圖象可知,溫度T1<T2<T3;其它條件固定時,增加壓強(qiáng)會導(dǎo)致平衡向化學(xué)計量數(shù)減小的正反應(yīng)方向移動,故答案為:T1<T2<T3;右。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知最外層電子數(shù)相等的元素原子具有相似的化學(xué)性質(zhì)。下列原子中,與氧元素原子的化學(xué)性質(zhì)相似的是( 。
A.NeB.MgC.SD.C
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某化學(xué)興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,設(shè)計了如下系列實驗:
(1)若要比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱,下列方案可行的是:____________(填序號)。
a.將在空氣中放置已久的這兩種元素的塊狀單質(zhì)分別放入熱水中
b.將等量的這兩種元素的單質(zhì)粉末分別與同濃度的鹽酸反應(yīng)
c.將這兩種元素的單質(zhì)粉末分別與熱水作用,并滴入酚酞溶液
d.比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
(2)將NaOH溶液與NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O,從而驗證NaOH的堿性大于NH3·H2O,繼而可以驗證Na的金屬性大于N,你認(rèn)為此設(shè)計是否合理?_________;說明理由:______________________________________________。
(3)利用如圖裝置(夾持裝置省略)可以驗證部分元素的非金屬性強(qiáng)弱。
①實驗室中現(xiàn)有藥品Na2S、KMnO4、濃鹽酸、MnO2,請在其中選擇合適藥品設(shè)計實驗驗證氯的非金屬性大于硫,燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:_____________________________________________。裝置C中的實驗現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成,離子方程式為:_____________________________。
②若要自選藥品證明非金屬性:C>Si,則A中加__________、B中加Na2CO3粉末、C中加_____________,觀察到C中溶液的現(xiàn)象為_________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列表示對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是
A. 向銀氨溶液中滴加乙醛:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++H2OCH3COO+2H++2Ag↓+3NH3↑+
B. 苯酚鈉溶液中通入少量CO2:+H2O+CO2+
C. 硫酸氫銨溶液中滴加少量NaOH溶液:H+++2OHNH3·H2O+H2O
D. 氯乙酸與足量的氫氧化鈉溶液共熱:CH2ClCOOH+OHCH2ClCOO+H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)元素周期表回答下列問題:
(1)寫出元素Cu的基態(tài)原子的電子排布式:____________________。
(2)某元素A的核外價電子排布式為nsnnpn+1,該元素A原子核外最外層電子中成對電子共有________對。此元素A原子與O的第一電離能的相對大小為:A________ O(填“<”“>”或“=”)。
(3)元素C形成的最高價氧化物中含有________個π鍵。C和Cl形成化合物的電子式為_____________,此化合物中C的雜化方式為________。
(4)已知元素釩形成單質(zhì)的晶胞如下圖所示,則其原子的配位數(shù)是________,假設(shè)晶胞的邊長為d cm、密度為ρ g·cm-3,則元素釩的相對原子質(zhì)量為_____________ (NA為阿伏加德羅常數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.恒溫恒容下,將2mol A氣體和2mol B氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2 min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時剩余1.2mol B,并測得C的濃度為1.2mol/L。
(1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài),生成C的平均反應(yīng)速率為_____ mol/(L·s)。
(2)x=____。
(3)下列各項可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是____。
A.壓強(qiáng)不再變化 B.v(A)正=2v(B)逆
C 氣體密度不再變化 D.A的百分含量保持不變
E.A的消耗速率與C的消耗速率之比為2:1
Ⅱ.某魚雷采用 Al-Ag2O 動力電池,以溶解有KOH 的流動海水為電解液,電池總反應(yīng)為:2Al+3Ag2O+2KOH=6Ag+2KAlO2+H2O。試回答下列問題:
(1)Ag2O 為電池的____極(填“負(fù)”或“正”),負(fù)極反應(yīng)式為______。
(2)當(dāng)有 1mol電子流經(jīng)外電路時,負(fù)極質(zhì)量減少______g。
(3)溶液中的 OH-向________極遷移(填“Ag2O”或“Al”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某學(xué)生為確定某烴的分子式及其可能的結(jié)構(gòu)簡式,做了如下實驗,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,取0.1mol某烴,在氧氣中完全燃燒,生成的二氧化碳體積為22.4L,同時得到16.2g水。
(1).該烴的摩爾質(zhì)量為________。
(2).該烴的分子式為________。
(3).該烴有一種可能的結(jié)構(gòu)為,其名稱為________。
(4).屬于________(選填序號)。
a.環(huán)烴 b.烷烴 c.芳香烴 d.不飽和烴
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ):N≡N為942、O=O為500、N—N為154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是:
A. 194 B. 391 C. 516 D. 658
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