(14分)
Ⅰ.氯堿工業(yè)中常用離子交換膜法電解制堿(如圖1所示)。
。1)寫出圖1中陰極的電極反應(yīng)式 。
。2)已知陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。工業(yè)上若用圖2裝置電解飽和Na2SO4溶液來生產(chǎn)純凈的NaOH和H2SO4,則該裝置最主要的缺陷是 。
Ⅱ.輝鉬礦(MoS2)是一種重要的礦物。圖3是輝鉬礦多層焙燒爐的示意圖,其中1,2,3,…是爐層編號。580,600,610,…是各爐層的溫度(℃)。圖4給出了各爐層固體物料的物質(zhì)的量百分含量。
已知:MoS2焙燒生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H1=-1011KJ/mol;MoO2氧化生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H2=-154KJ/mol。試回答:
(1)驗證輝鉬礦焙燒生成的氣體是SO2而不是SO3的方法是 。
(2)輝鉬礦焙燒生成的氣體能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色,用化學(xué)方程式表示褪色的原因 。
(3)第6爐層存在的固體物質(zhì)分別是MoS2、MoO3、MoO2,則它們的物質(zhì)的量之比為 。
(4)圖4表明,中間爐層(4~6)可能存在一種“固體+固體→固體+…”的反應(yīng),請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。
(除標注外,每空2分,共14 分)
Ⅰ (1)2H2O + 2e—= H2↑ + 2OH— 或2H+ + 2e—= H2↑
(2) 缺陰離子交換膜 (3分,合理答案均計分)
Ⅱ (1)收集少量氣體,將氣體通入品紅溶液中,觀察到品紅溶液褪色,加熱又恢復(fù)原色 (合理答案均計分)
(2) 5SO2 + 2H2O + 2KMnO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
(3) 1:1:3
(4) MoS2(s) + 6MoO3(s) = 7MoO2(s) + 2SO2(g) △H=+67KJ/mol (3分)
解析試題分析:I、(1)陰極是水中的氫離子放電生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H2O + 2e—= H2↑ + 2OH—
(2)該裝置中缺少陰離子交換膜,不能阻止氫離子的定向移動,則陽極得不到硫酸產(chǎn)品;
II、(1)二氧化硫的檢驗使用品紅溶液,收集少量氣體,將氣體通入品紅溶液中,觀察到品紅溶液褪色,加熱又恢復(fù)原色 ;
(2)焙燒生成的氣體能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色,實際是二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液的氧化還原反應(yīng),化學(xué)方程式為 5SO2 + 2H2O + 2KMnO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
(3)根據(jù)圖4可知MoS2、MoO3、MoO2的物質(zhì)的量之比近似等于1:1:3;
(4)圖4表明,中間爐層(4~6)中可能存在一種“固體+固體→固體+…”的反應(yīng),依據(jù)圖象變化減小的是反應(yīng)物,增大的是生成物,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MoS2+6MoO3=7MoO2+2SO2;根據(jù)MoS2焙燒生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H1=-1011KJ/mol;MoO2氧化生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H2=-154KJ/mol及蓋斯定律計算出MoS2+6MoO3=7MoO2+2SO2的反應(yīng)熱為+67KJ/mol ,所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為MoS2(s) + 6MoO3(s) = 7MoO2(s) + 2SO2(g) △H=+67KJ/mol
考點:考查電化學(xué)理論的應(yīng)用,化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的判斷與書寫,蓋斯定律得應(yīng)用,流程的分析
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(4分,每空1分)如圖所示,把試管放入盛有25℃飽和石灰水的燒杯中,試管中開始放入幾小片鎂片,再用滴管滴5mL稀鹽酸于試管中。
試回答下列問題:
(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是 。
(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是 。
(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式: 。
(4)由實驗推知,溶液和氫氣的總能量 (填“大于”“小于”或“等于”)鎂片和稀鹽酸的總能量。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知l mol SO2(g)氧化為1 molSO3 (g)的。請回答下問題;
(1)E表示___________________;E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱__________(填“有”或“無”)影響。
(2)該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中△H___________(填“變大”、“變小”或“不變”),理由是________。
(3)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ·mol,計算由S(s)生成2mol SO3(g)的△H =________________。
(4)在一定條件下向容積為2L的容器中通入4molSO2和3molO2,充分反應(yīng)達平衡后,SO3的體積分數(shù)為1/3。若在相同的條件下向容積為2L的容器中通入amolSO2和,bmolSO3,和cmol,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行且達到平衡時SO3的體積分數(shù)也為1/3。則c的取值范圍為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(16分)汽車尾氣是城市空氣的主要污染物之一,其主要有害成分是CO、氮氧化物(NOx)等。
(1)NOx產(chǎn)生的原因之一是汽車發(fā)動機工作時引發(fā)N2和O2反應(yīng),其能量變化值如右圖所示,
則:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H= 。
(2)汽車尾氣中CO、NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進行研究,測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖一。
① NO與CO混存時,相互反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
② 1000K,n(NO)/n(CO)=5:4時,NO的轉(zhuǎn)化率為75%,則CO的轉(zhuǎn)化率約為 。
③ 由于n(NO)/n(CO)在實際過程中是不斷變化的,保證NO轉(zhuǎn)化率較高的措施是將溫度大約控制在 K之間。
(3)汽車尾氣中NOx有望通過燃料電池實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。已經(jīng)有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料電池,其原理如圖二。
① 圖中石墨Ⅱ為電池的 極。
② 在該電池使用過程中,石墨I電極上的產(chǎn)物是氧化物Y,其電極反應(yīng)式為 。
(4)甲醇也可用于燃料電池。工業(yè)上采用反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0合成甲醇。
① 在恒容密閉反應(yīng)器中,H2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)
系如圖三所示,則A、B、C三點處對應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的
大小關(guān)系為 。
② 某高溫下,將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生
反應(yīng),達到平衡后測得c(CO2)=2.0mol·L-1,則該溫度下反應(yīng)的平
衡常數(shù)值為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)2013年12月2日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭將“嫦娥三號”探月衛(wèi)星成功送入太空,進一步向廣寒宮探索!伴L征三號甲”是三級液體助推火箭,一、二級為常規(guī)燃料,常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。
Ⅰ.常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。但有人認為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮氣和氟化氫氣體)。
已知:①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1
②H2(g)+ F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
請寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化劑二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時反應(yīng):
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的體系中,n(NO)隨時間的變化如表:
時間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.200 | 0.100 | 0.080 | 0.050 | 0.050 | 0.050 |
n(O2)(mol) | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(I)保護環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項全球性課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題,并緩解能源危機,有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想,如圖所示:
請回答下列問題:
(1)過程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為________能轉(zhuǎn)化為________能。
(2)上述轉(zhuǎn)化過程中,ΔH1和ΔH2的關(guān)系是________。
(3)斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量見下表:
共價鍵 | H—N | H—O | N≡N | O=O |
斷裂1 mol化學(xué)鍵所需能量/(kJ·mol-1) | 393 | 460 | 941 | 499 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)(Ⅰ)甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合來制備甲醇。
已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 | C—C | C—H | H—H | C—O | C≡O(shè) | H—O |
鍵能/kJ·mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
反應(yīng)時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
壓強/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
化學(xué)反應(yīng)原理對于工業(yè)生產(chǎn)和科研有重要意義
I、下列三個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)(K1、K2、K3)與溫度的關(guān)系分別如下表所示:
化學(xué)反應(yīng) | 平衡常數(shù) | 溫度 | |
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 | ? | ? |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變,并采取相應(yīng)措施;瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定,也可進行理論推算。
(1)實驗測得,1 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7 kJ的熱量,試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式__________________________________
(2)已知反應(yīng)CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)+H2(g),有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。
化學(xué)鍵 | C—H | C=C | C—C | H—H |
鍵能/kJ·mol-1 | 414.4 | 615.3 | 347.4 | 435.3 |
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