【題目】氫氣是重要的化工原料。
(1)利用H2S制備H2.已如:在較低溫度下發(fā)生下列反應(yīng):
①H2S(g)+H2SO4(aq)═S(s)+SO2(g)+2H2O(1) △H1=+61kJmol-1
②SO2(g)+I2(s)+2H2O(1)═2HI(aq)+H2SO4(aq) △H2=-151kJmol-1
③2HI(aq)H2(g)+I2(s) △H3=+110kJmol-1
④H2S(g) H2(g)+S(s) △H4=__kJmol-1。
(2)乙烯是合成食品外包裝材料一聚乙烯的單體。工業(yè)上利用H2和CO2可以制備乙烯,2CO2(g)+6H2(l)C2H4(g)+4H2O(g) △H
①在2L恒容密閉容器中投入4molCO2和amolH2,在某催化劑作用下發(fā)生上述反應(yīng),CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖1所示。
由圖1判斷,T2__T1(填“>”、“<”或“=”);T2K下,0~10min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=__molL-1min-1。
②測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)C2H4產(chǎn)率與溫度、投料比關(guān)系如圖2所示。
若X為溫度,當(dāng)溫度高于X0時(shí),單位時(shí)間內(nèi)乙烯產(chǎn)率降低的原因可能是__。
若X為投料比,當(dāng)大于X0時(shí),乙烯產(chǎn)率降低的原因可能是__。
③在某溫度下達(dá)到平衡后,在t0時(shí)只改變一個(gè)外界條件,反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖3所示。改變的條件可能是___(填字母)。
A.增大反應(yīng)物濃度
B.增大壓強(qiáng)
C.升高溫度
D.加入高效催化劑
(3)科學(xué)家已研究出生物酶,利用原電池原理在常溫和生物酶作用下N2和H2合成NH3,即H2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),H+通過(guò)質(zhì)子交換膜遷移到正極區(qū),正極上合成NH3。正極的電極反應(yīng)式為__。
【答案】+20 < 0.48 B 催化劑活性降低 H2和C2H4發(fā)生加成反應(yīng) N2+6e-+6H+=2NH3
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;
(2)①根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”判斷,根據(jù)圖像知道T2下CO2的轉(zhuǎn)化率,利用二氧化碳和氫氣的計(jì)量數(shù)之比,計(jì)算出v(H2)=;
②若X代表溫度,考慮催化劑的活性,若X代表投料比,考慮氫氣與乙烯發(fā)生反應(yīng);
③圖像上可以得到正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,是突然增大的因素,不是濃度的影響;
(3)H+向正極移動(dòng),正極上是氮?dú)獾秒娮由砂睔,?xiě)出電極反應(yīng)式;
(1)根據(jù)蓋斯定律,①+②+③=④,可得ΔH4=+20kJ/mol;
(2)由圖①可知,T1先達(dá)到平衡,說(shuō)明溫度較高,即T1>T2。由平衡轉(zhuǎn)化率可知,溫度越低,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率較高,說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。根據(jù)氫氣的二氧化碳的計(jì)量數(shù)之比可知,氫氣的速率是二氧化碳速率的三倍,故v(H2)===0.48mol/L;
由圖②可知,高于X0時(shí),產(chǎn)率降低,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)率實(shí)際反映速率大小,若X代表溫度,可能是溫度過(guò)高,催化劑失去活性;若X代表投料比,投料比高于X0,可能是H2和乙烯發(fā)生加成反應(yīng)。
③改變條件,正逆反應(yīng)速率都增大,(速率離開(kāi)原平衡),平衡向正反應(yīng)速率移動(dòng)。
A.增大反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變,隨后逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小,改變條件瞬時(shí),逆反應(yīng)速率與原平衡點(diǎn)連接(不離開(kāi)原平衡),與圖像不符,故A錯(cuò)誤;
B.增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率都增大,正反應(yīng)的計(jì)量數(shù)大于逆反應(yīng),平衡向正方向移動(dòng);
C.該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,逆反應(yīng)方向速率增大程度大于正反應(yīng),與圖像不符;
D.加入高效催化劑,只能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,平衡不移動(dòng),與圖像不符;
答案選B。
(3)依題意,負(fù)極區(qū)H+向正極區(qū)遷移,正極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+=2NH3。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】“綠水青山就是金山銀山”,研究氮氧化物等大氣污染物對(duì)建設(shè)美麗家鄉(xiāng),打造宜居環(huán)境具有重要意義。NO在空氣中存在如下反應(yīng):2NO(g)+ O2(g)2NO2(g)△H上述反應(yīng)分兩步完成,如下左圖所示。
(1)寫(xiě)出反應(yīng)①的熱化學(xué)方程式(△H用含物理量E的等式表示):________。
(2)反應(yīng)①和反應(yīng)②中,一個(gè)是快反應(yīng),會(huì)快速建立平衡狀態(tài),而另一個(gè)是慢反應(yīng)。決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應(yīng)速率的是____(填“反應(yīng)①”或“反應(yīng)②”);對(duì)該反應(yīng)體系升高溫度,發(fā)現(xiàn)總反應(yīng)速率變慢,其原因可能是____(反應(yīng)未使用催化劑)。
(3)某溫度下一密閉容器中充入一定量的NO2,測(cè)得NO2濃度隨時(shí)間變化的曲線如上圖所示。前5秒內(nèi)O2的平均生成速率為_______;該溫度下反應(yīng)2NO+O22NO2的化學(xué)平衡常數(shù)K為_____。
(4)對(duì)于(3)中的反應(yīng)體系達(dá)平衡后(壓強(qiáng)為P1),若升高溫度,再次達(dá)平衡后,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量_____(填“增大”、“減小”或“不變”);若在恒溫恒容條件下,向其中充入一定量O2,再次達(dá)平衡后,測(cè)得壓強(qiáng)為P2,c(O2)=0.09mol·L-1,則P1︰P2=___________。
(5)水能部分吸收NO和NO2混合氣體得到HNO2溶液。若向20.00mL0.10mol·L-1HNO2溶液中逐滴加入0.10mol·L-1NaOH溶液,所得pH曲線如圖所示,則A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液c(Na+)/c(HNO2)=____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè),c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族;e的最外層只有1個(gè)電子,但次外層有18個(gè)電子。
回答下列問(wèn)題:
(1)b、c、d中第一電離能最大的是____________(填元素符號(hào)),e的價(jià)層電子排布圖為_________。
(2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中,分子呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化方式為_________;分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是__________(填化學(xué)式,寫(xiě)出兩種)。
(3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是_________(任寫(xiě)一種);酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是___________(填化學(xué)式)。
(4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示,則e離子的電荷為__________。
(5)這5種元素形成的一種1:1型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。該化合物中,陰離子為__________,陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類型有____________;該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是____________,判斷理由是___________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】NA是阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.常溫常壓下,40gSO3含原子總數(shù)為2NA
B.1mol銅鋅合金與足量稀硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA
C.1L1molL-1CH3COONH4中性溶液含NH4+數(shù)目為NA
D.1mol分子中最多共平面的碳原子數(shù)為9NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】二茂鐵可用作燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑等。實(shí)驗(yàn)室制備二茂鐵裝置示意圖如右下圖(二茂鐵熔點(diǎn)是173℃,在100℃時(shí)開(kāi)始開(kāi)華;沸點(diǎn)是249℃)。實(shí)驗(yàn)步驟為:
①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH,并從儀器a中加入60mL無(wú)水乙醚到燒瓶中,充分?jǐn)嚢,同時(shí)通氮?dú)饧s10min;
②再?gòu)膬x器a滴入5.5mL新蒸餾的環(huán)戊二烯(密度0.95g/cm3),攪拌;
③將6.5g無(wú)水FeCl2與(CH3)2SO(二甲亞砜,作溶劑)配成的溶液25mL裝入儀器a中,慢慢滴入儀器c中,45min滴完,繼續(xù)攪拌45min;
④再?gòu)膬x器a加入25mL無(wú)水乙醚攪拌;
⑤將c中的液體轉(zhuǎn)入儀器d,依次用鹽酸、水各洗滌兩次,分液得橙黃色溶液;
⑥蒸發(fā)橙黃色溶液,得二茂鐵粗產(chǎn)品。
回答下列問(wèn)題:
(1)儀器b的名稱是______________,作用是________________________。
(2)步驟①中通入氮?dú)獾哪康氖?/span>__________________________________。
(3)儀器c的適宜容積應(yīng)為_________:①100mL、②250mL、③500mL;儀器a使用前應(yīng)進(jìn)行的操作是_______________________________________。
(4)KOH、FeCl2、C5H6反應(yīng)生成二茂鐵[Fe(C5H5)2]和KCl的化學(xué)方程式為_________________________;步驟⑦是二茂鐵粗產(chǎn)品的提純,該過(guò)程在右圖中進(jìn)行,其操作名稱為 ____________________________。
(5)為了確證得到的是二茂鐵,還需要進(jìn)行的一項(xiàng)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)是_________________________。
(6)最終得到純凈的二茂鐵3.7g,則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為 __________________(保留兩位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】過(guò)渡金屬鈀催化的偶聯(lián)反應(yīng)是近年來(lái)有機(jī)合成的熱點(diǎn)之一,如反應(yīng)①:
化合物II可由以下合成路線獲得:
(1)化合物I所含官能團(tuán)的名稱為______________,化合物II的分子式為_____________。
(2)化合物IV的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________________,某同學(xué)設(shè)想無(wú)需經(jīng)反應(yīng)②、③、④和⑤,直接用酸性KMnO4溶液就可將化合物III氧化為化合物VII,該設(shè)想明顯不合理,其理由是__________________________________________________________。
(3)化合物VII有多種同分異構(gòu)體,請(qǐng)寫(xiě)出一種符合下列要求的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________。
i)苯環(huán)上有兩個(gè)取代基
ii)1 mol 該物質(zhì)發(fā)生銀鏡反應(yīng)能生成4 mol Ag
(4)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為________________________________________。(注明條件)
(5)化合物與化合物在一定條件下按物質(zhì)的量之比1∶2可發(fā)生類似反應(yīng)①的反應(yīng),請(qǐng)寫(xiě)出其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A. 用圖1所示裝置制取并收集少量純凈的氨氣
B. 用圖2 所示裝置分離乙醇和乙酸乙酯的混合溶液
C. 用圖3所示裝置加熱分解NaHCO3固體
D. 用圖4 所示裝置比較KMnO4、Cl2、Br2的氧化性強(qiáng)弱
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有7種物質(zhì):①干冰②金剛石③四氯化碳④晶體硅⑤過(guò)氧化鈉⑥二氧化硅晶體⑦氯化銨(用序號(hào)回答)
(1)這些物質(zhì)中熔點(diǎn)最高的是___________
(2)屬于分子晶體的是___________,其中分子構(gòu)型為正四面體的是___________,雜化類型為___________。
(3)屬于離子晶體的是___________
(4)寫(xiě)出含有極性鍵和配位鍵的離子化合物的電子式___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硼及其化合物在工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等部門有許多用途。某工廠以鐵硼精礦(主要成分為B2O3·2MgO,還有SiO2、CaO、FeO等雜質(zhì))制取制硼酸、金屬鎂的工藝流程圖為:
已知:硼酸在不同溫度下的溶解度:
溫度(℃) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
溶解度(g/100g水) | 3 | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 | 15 | 18 | 23 | 29 |
回答下列問(wèn)題:
(1)使用鹽酸酸浸,過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________,為提高浸出速率,可采取的措施有_________(寫(xiě)出兩條)。
(2)酸浸時(shí),溫度與硼浸出率的關(guān)系如圖所示,則合適的酸浸溫度為_________。
(3)浸出液“氧化”的是將溶液中的Fe2+用_______試劑氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為_________。
(4)從濾液中獲得H3BO3晶體的“操作I”具體操作是_________。
(5)向?yàn)V液中加入有機(jī)萃取劑萃取分液,此時(shí)硼酸處于_________層中(填“有機(jī)”或“無(wú)機(jī)”)。實(shí)驗(yàn)室模擬萃取操作使用的玻璃儀器除燒杯外,另一主要玻璃儀器是_________。
(6)某工廠用 m1 kg的鐵硼精礦制備硼酸,得到純度為99.8%的硼酸m2 kg,則鐵硼精礦中硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________(列式表達(dá))。
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