【題目】鐵和鋁是兩種重要的金屬,它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。
(1)在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng):Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表:
溫度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常數(shù) | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
請回答下列問題:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=__________,ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一個容積為10 L的密閉容器中,1 000 ℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過10 min后達到平衡。求該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=________,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。
③欲提高②中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_____________________。
A.減少Fe的量 B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2 D.提高反應(yīng)溫度
E.減小容器的容積 F.加入合適的催化劑
(2)某些金屬氧化物粉末和Al粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng),下列反應(yīng)速率(v)和溫度(T)的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是________。
(3)寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生堿式電離的電離方程式:
_________________________________________________________。
欲使上述體系中Al3+濃度增加,可加入的物質(zhì)是______________________。
【答案】 c3(CO2)/c3(CO) < 0.006 mol·L-1·min-1 60% C b Al(OH)3Al3++3OH- 鹽酸(合理即可)
【解析】(1)①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,因此根據(jù)方程式可知平衡常數(shù)K=;根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知隨著溫度的升高平衡常數(shù)逐漸減小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進行,因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng),△H<0;②根據(jù)方程式可知
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)
起始濃度(mol/L) 0.1 0.1
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) x x
平衡濃度(mol/L) 0.1-x 0.1+x
則,解得x=0.06,所以該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=0.06mol/L÷10min=0.006 mol·L-1·min-1,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.06/0.1×100%=60%;
③A.鐵是固體,減少Fe的量不改變平衡狀態(tài),CO轉(zhuǎn)化率不變,A錯誤;B.氧化鐵是固體,增加Fe2O3的量不改變平衡狀態(tài),CO轉(zhuǎn)化率不變,B錯誤;C.移出部分CO2,平衡向正反應(yīng)方向進行,CO轉(zhuǎn)化率增大,C正確;D.正反應(yīng)放熱,提高反應(yīng)溫度平衡2逆反應(yīng)方向進行,CO轉(zhuǎn)化率減小,D錯誤;E.減小容器的容積壓強增大,平衡不移動,轉(zhuǎn)化率不變,E錯誤;F.加入合適的催化劑改變反應(yīng)速率,平衡不移動,轉(zhuǎn)化率不變,F(xiàn)錯誤,答案選C;(2)因通過加熱引發(fā)鋁熱反應(yīng),所以開始速率為零,一旦反應(yīng),反應(yīng)放熱,溫度不斷升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,答案選b。(3)Al(OH)3是兩性氫氧化物,其堿式電離Al(OH)3Al3++3OH-,所以加入鹽酸中和OH-,堿式電離平衡正向移動,Al3+濃度增加。
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【題目】電化學(xué)在日常生活中用途廣泛,圖甲是鎂—次氯酸鈉燃料電池,電池總反應(yīng)為:Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,圖乙是含Cr2O72-的工業(yè)廢水的處理。下列說法正確的是( )
A. 圖甲中發(fā)生的還原反應(yīng)是Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓
B. 圖乙中Cr2O72-向惰性電極移動,與該極附近的OH-結(jié)合,轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3除去
C. 圖乙電解池中,若有0.84 g陽極材料參與反應(yīng),則陰極會有168 mL(標準狀況)的氣體產(chǎn)生
D. 若圖甲燃料電池消耗0.36 g鎂產(chǎn)生的電量用以圖乙廢水處理,理論上可產(chǎn)生1.07g氫氧化鐵沉淀
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【題目】在下列反應(yīng)中:
A.2F2+2H2O=4HF+O2 B.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
C.3NO2+H2O=2HNO3+NO D.2H2O2H2↑+O2↑
其中水只作氧化劑的是________________,水只作還原劑的是________________,水既作氧化劑又作還原劑的是______________,水既不作氧化劑又不作還原劑的是_______________。
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【題目】[2017北京節(jié)選]TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下:
(1)氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進行。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol1
2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2=220.9 kJ·mol1
① 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:_______________________。
② 氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的ΔH_____0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù):________________________________________。
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【題目】一定溫度下,在容積固定的V L密閉容器中加入n mol A、2n mol B,發(fā)生反應(yīng):
A(g)+2B(g) 2C(g) ΔH<0,反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K,此時A的轉(zhuǎn)化率為x。
(1)一段時間后上述反應(yīng)達到平衡。則下列說法中正確的是________(填字母)。
A.物質(zhì)A、B的轉(zhuǎn)化率之比為1∶2
B.起始時刻和達到平衡后容器中的壓強之比為3n∶(3n-nx)
C.當2v正(A)=v逆(B)時,反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)
D.充入惰性氣體(如Ar),平衡向正反應(yīng)方向移動
(2)K和x的關(guān)系滿足K=______________。在保證A濃度不變的情況下,擴大容器的體積,平衡________(填字母)。
A.向正反應(yīng)方向移動
B.向逆反應(yīng)方向移動
C.不移動
(3)該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示。
①由圖可知,反應(yīng)在t1、t3、t7時都達到了平衡,而t2、t8時都改變了一種條件,試判斷改變的條件:
t2時____________________________________________________________________;
t8時____________________________________________________________________。
②t2時平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。
③若t4時降壓,t5時達到平衡,t6時增大反應(yīng)物的濃度,請在圖中畫出t4~t6時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系線。______
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【題目】某物質(zhì)在空氣中充分燃燒生成CO2和H2O,則該物質(zhì)( )
A. 只含碳元素 B. 只含氧元素
C. 只含碳、氧兩種元素 D. 一定含碳、氫兩種元素,可能含氧元素
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【題目】電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉積下來,具有凈化水的作用,其原理如圖所示。下列說法正確的是
A. 石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 根據(jù)圖示,物質(zhì)A為CO2
C. 甲烷燃料電池中CO32-向空氣一極移動
D. 為增強污水的導(dǎo)電能力,可向污水中加入適量乙醇
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【題目】回答問題。
(1)下列物質(zhì)能導(dǎo)電且屬于電解質(zhì)的是___________(填序號)。
A.固態(tài)氯化鈉 B.熔融氯化鎂 C.鹽酸 D.鋁
(2)寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式:KHSO4_______________。
(3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
過量二氧化碳通入澄清石灰水中:__________________________________。
氫氧化鋇溶液和硫酸反應(yīng):__________________________________。
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