(18分)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,江西省攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:
⑴电解食盐水时,总反应的离子方程式_____________________________________。
⑵写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:___________________。
⑶已知:①Mg(s) +Cl2(g)=MgCl2(s);ΔH=-641 kJ·mol-1
②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s);ΔH=-770 kJ·mol-1
则2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s);ΔH____________________
反应在Ar气氛中进行的理由是____________________。
⑷在上述产业链中,合成192 t甲醇理论上需额外补充H2__________t(不考虑生产过程中物质的任何损失)。
⑸以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是____________________________________________。
(6)已知2A2(g)+B2(g) 2C3(g);△H="-a" kJ/mol(a >0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A2和1mol B2,在500℃时充分反应达平衡后C3的浓度为w mol/L,放出热量b kJ。
①比较a____________b(填>、=、<)
②此反应的平衡常数表达式为________________________;若将反应温度升高到700℃,反应的平衡常数将_____________(增大、减小或不变)
③能说明该反应已经达到平衡状态的是______。
A.v(C3)=2v(B2) | B.容器内压强保持不变 |
C.v逆(A2)=2v正(B2) | D.容器内的密度保持不变 |
已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H =
在量热计中(如图)将100 mL 0.50 mol/L的CH3COOH溶液与100 mL 0.55 mol/L NaOH溶液混合,温度从298.0 K升高到300.7 K.已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1 K所需要的热量)是150.5 J/K,溶液密度均为1 g/mL,生成溶液的比热容c=4.184 J/(g·K).
(2) CH3COOH的中和热ΔH=_______________________________.
(3)CH3COOH的中和热的文献值为-56.1 kJ/mol,你认为(1)中测得的实验值偏差可能的原因是(填二点)____________________________________________
20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。分析图中信息,回答下列问题:
右图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
用50mL 0.55mol/L NaOH溶液和50mL 0.25mol/L H2SO4溶液来做中和热测定的实验,测得溶液在反应前后的温度变化为t1℃~t2℃(t2>t1),混合后溶液的比热容为c = 4.18J/(g·℃),溶液的密度都近似为1g/mL,中和热△H=____________________(填表达式,不用化简)若将H2SO4溶液换成相同物质的量浓度的CH3COOH溶液,测得的△H______填(“偏大”、“偏小”或“相同”)若将稀硫酸换成浓硫酸来做该实验,测得的△H___________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为 。
(2)反应从开始至2分钟末,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= 。
(3)当反应进行到第 min,该反应达到平衡。
按要求回答下列问题:
(1)金刚石、石墨燃烧的热化学方程式:
①C(s,金刚石)+O2(g) =CO2(g) △H = -395.4 kJ/mol
②C(s,石墨)+O2(g) =CO2(g) △H = -393.5 kJ/mol
则石墨转化为金刚石的反应热△H= 。
(2)试写出硫酸铜溶液中加入过量浓氨水的离子方程式: 。
(3)已知25℃时,CH3COOH的 Ka=1.8×10-5,H2CO3的Ka1=4.1×10-7 ,Ka2=5.6×10-11,
等物质的量浓度的下列溶液中,NH4+的浓度由大到小的顺序是 (填序号)。
①CH3COONH4 ②NH4HCO3 ③ NH4HSO4 ④ NH4NO3
分别取40mL的0.50 mol/L盐酸与40mL的0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题。
(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1 mol 水时放出57.3 kJ的热量,写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式__________________________________。
(2)如图所示,A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,两个小孔不能开得过大,其原因是_____________________________________________;
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3,又知中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。为了计算中和热,实验时还需测量的数据有(填序号)________。
A.反应前盐酸溶液的温度 |
B.反应前盐酸溶液的质量 |
C.反应前氢氧化钠溶液的温度 |
D.反应前氢氧化钠溶液的质量 |
E.反应后混合溶液的最高温度
F.反应后混合溶液的质量
(4)某学生实验记录数据如下:
实验 序号 |
起始温度t1/℃ |
终止温度t2/℃ |
|
盐酸 |
氢氧化钠 |
混合溶液 |
|
1 |
20.0 |
20.1 |
23.2 |
2 |
20.2 |
20.4 |
23.4 |
3 |
20.5 |
20.6 |
23.6 |
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=________;
用化学方程式解释下列问题:
(1)盛放烧碱液的试剂瓶不能用玻璃塞_____________________________________________
(2)用NaOH溶液除去铝表面的保护层__________________________________
(3)制备氢氧化亚铁需隔绝空气___________________________________________________
(4)从氧化还原反应的角度看,在制备H2、CO2、Cl2三种气体时,盐酸作还原剂 。
(5)6种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3、Fe2(SO4)3和H2O可以组成一个已配平的化学方程式:___________________________________________。
(1)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247.4 kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________________;
(2)在体积不变的密闭容器中进行(1)反应,达到平衡后(填“正向移动”、“逆向移动”、“增大”、“减小”或“不变”):
①扩大容器体积,平衡___________,c(H2)____________(与原平衡相比);
②升高温度,正反应速率________ ,逆反应速率___________;
体系的压强__________,平衡___________,平衡常数_____________;
③加入催化剂,H2的物质的量___________________。
(1)①根据下列图示,写出反应的热化学方程式___________________________。
②根据如图所示情况,判断下列说法中正确的是________。
A.其热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=41 kJ·mol-1 |
B.该反应为吸热反应 |
C.该反应为放热反应 |
D.当H2O为液态时,其反应热值小于41 kJ·mol-1 |
(2)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是________________________________________。
(3)如图是某温度下,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为_________________________________。
a、b两条曲线产生区别的原因很可能是_________________________________。
“西气东输”是西部开发的重点工程,这里的气体是指天然气,其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1:1。已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量,1molH2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量;1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式:_________________________,若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量________890kJ(填“>”、“=”或“<”)
(2)忽略水煤气中其它成分,相同状况下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为________;燃烧生成的CO2的质量比约为________________。
(3)以上数据和计算说明,以天然气代替水煤气作民用燃料,突出的优点是________________。
在一定条件下,可逆反应A(g)+B(g)mC(g);变化如下图所示。已知坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数,P为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况,问:
⑴T1 T2(填“大于”、“等于”或“小于”。
⑵正反应是 反应(填“吸热”或“放热”),m 2(填“大于”、“等于”或“小于”)。
⑶某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)="1" mo1/L,c(B)=" 2.4" mo1/L;达到平衡后,A的转化率为0.60,此时B的转化率为 。
(11分)已知短周期元素X、W、Z、Y核电荷数依次增大。X为原子半径最小的元素,W的最外层电子数是次外层的二倍,Y的最外层电子数为电子层数的三倍。
(1)写出Z单质的电子式_______________________
(2)由X、W、Z三种元素可组成火箭燃料甲,三种元素质量比为2∶6∶7,甲蒸气密度是同温同压下氢气密度的30倍,甲分子式________。Z、Y可形成多种化合物,其中化合物乙Z2Y4可做为火箭燃料燃烧时的供氧剂。虽然化合物甲与乙都有毒,但燃烧产物却无毒。写出化合物甲与乙反应的化学方程式: ________________________
该反应生成物能量总和 (填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
(3)X、Y两种元素的单质已被应用于字宙飞船的燃料电池中,如图所示,两个电极均由多孔性碳构成,通入的两种单质由孔隙逸出并在电极表面放电。
①b是电池的_____________极,a电极上的电极反应式是_________________________,消耗n molY单质时电池内转移的电子个数约为_______________。
②如果燃料电池中,a电极上改为通入X与W两种元素形成 的化合物丙(其它条件不变)写出b电极上的电极反应式是_________________________________。
③如果只把燃料电池电解质改为掺入了三氧化二釔的ZrO2晶体,它在高温下传导O2-(其它条件不变),电池工作时,固体电解质里的O2-向____________极(填a或b)移动,正极反应式为________________________。
直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,最终生成硫酸钙。硫酸钙可在下图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应,气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳,从而有利于二氧化碳的回收利用,达到减少碳排放的目的。
请回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中,引发的主要环境问题有。(填写字母编号)
A. | 温室效应 | B. | 酸雨 | C. | 粉尘污染 | D. | 水体富营养化 |
(2)在烟气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间二氧化碳以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为。
(3)已知1mol 在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收 160.1,1 在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3。写出空气反应器中发生的热化学方程式:。
(4)回收的与苯酚钠在一定条件反应生成有机物M,其化学式为,经稀硫酸酸化后得到一种药物中间体,N的结构简式为。
①M的结构简式为。
②分子中无,醛基与苯环直接相连的N的同分异构体共有种。
汽车尾气净化中的一个反应如下:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H= +180.5kJ/mol
C(s)+O2(g) =CO2(g);△H=" -393.5" kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H= -221kJ/mol
则2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g)的△H=___________。
(2)在一定温度下,在一体积为V升的密闭容器中充入一定量的NO和CO2在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)="a" mol,n(NO)="2a" mol,n(N2)="b" mol,且N2占平衡总体积的1/4。
①则该反应的平衡常数K=_______ ____。(用只含a、V的式子表示)
②判断该反应达到平衡的标志是____ _____
A.v生成(CO2)=v消耗(CO) B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.NO、CO、N2、CO2的浓度均不再变化
③在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在右图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:
(3)如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是___________
A.降低温度 B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2 D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。
①写出此变化中的总化学反应方程式:________________________________________。
②有人提出,可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由:_____________________________________________________________。