【加试题】节能减排已经成为全社会的共识,浙江省在原先推行乙醇汽油的基础上,开始试点甲醇汽油(即在汽油中添加一定量的甲醇),根据检测的数据分析认为,若绍兴全市的100余万辆机动车全部使用甲醇汽油,一年内能减少有害气体(一氧化碳)排放将近100万吨。甲醇常利用煤气化过程中生成的CO和H2来制备:CO+2H2⇌CH3OH 。
请根据图示回答下列:
(1)关于该自发反应的下列说法中,正确的是 (填字母):
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO和3molH2,测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,CO的平均反应速率v(CO)= mol/(L•min),该反应的平衡常数K= 。
(3)恒容条件下,达到平衡后,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有 。
A.升高温度 B.充入He气 C.再冲入1molCO和3molH2 D.使用催化剂
(4)若在一体积可变的密闭容器中充入1molCO、2molH2和1molCH3OH,达到平衡时测的混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍(此过程三种物质均处于气态),则平衡时混合气体的平均摩尔质量= g/mol。
短周期元素A、B、C、D、E,A为原子半径最小的元素,A、D同主族,D、E同周期,CE同主族且E的原子序数为C的原子序数的2倍,B为组成物质种类最多的元素。
(1)E离子的原子结构示意图__________________;
(2)分别由A、C、D、E四种元素组成的两种盐可相互反应得到气体,写出这个反应的离子方程式__________________;
(3)由A、B、C三种元素组成的物质X,式量为46,在一定条件下与C、D两种元素的单质均可反应.写出X与C单质在红热的铜丝存在时反应的化学方程式__________________;
(4)A、C、D三种元素组成的化合物Y中含有的化学键为_______________,B的最高价氧化物与等物质的量的Y溶液反应后,溶液显________(“酸”、“碱”或“中”)性,原因是________________;
(5)A的气体单质和C的气体单质可发生反应,在“神舟六号”飞船上使用了根据这反应设计的燃料电池,电解质溶液为KOH溶液,电池负极反应为__________,使用这种电池的优点为_____________;
【化学—选修3:物质结构与性质】
X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧相邻的周期且原子序数依次增大,它们相关信息如下:X元素原子的价电子构型为nsnnp2n,Y和Z位于同一周期,最外层都有两个未成对电子,L元素原子的基态未成对电子数是同周期最多的元素。
请回答如下问题:
(1)L元素在周期表中的位置是_______________,该原子核外电子排布式是_______________,其最高正价氧化物对应的水氧化物的化学式是_______________;
(2)元素X与Y形成的化合物晶体类型是晶体_________,1mol该化合物含有的化学键数为___________(用阿伏加德罗常数NA表示);
(3)元素M是周期表中电负性最强的元素,X与M形成的化合物XM2的分子几何构型是________,该化合物中X的原子的杂化轨道类型是____________;
(4)X与碳、氢、三种元素形成的相对分子质量最小的分子里有个____δ键,____个π键;
(5)金属元素N与Z形成的离子化合物的晶胞结构如图,晶胞中Z离子数目为______。
【化学—选修2:化学与技术】
海洋是一个丰富的资源宝库。通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
(1)海水中盐的开发利用:
①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩.所建盐田分为贮水池、______池和结晶池。
②工业上通常以NaCl、CO2和 NH3为原料制取纯碱,请写出第一步制取NaHCO3的化学方程式________。
(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图1所示.其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列.请回答下面的问题:
Ⅰ.电渗析法淡化海水中阴极室可获得的重要化工原料有________。
II.图中虚线部分表示____离子交换膜;淡水从_____(A或B) 排出。
(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如图(2):
Ⅰ.写出反应③的离子方程式为_____________________________;
II.通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液?___________;
Ⅲ.向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是___________;
(1)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈______(填“酸性”、“中性”或“碱性”,下同),溶液中c(Na+)_____c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈,溶液中c(Na+)_____c(CH3COO-)。
(3)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈______,醋酸体积______氢氧化钠溶液体积。
(4)将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7,则原醋酸溶液中c(H+)______氢氧化钠溶液中c(OH-),m与n的大小关系是m______n。
偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)═2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (I)
(1)反应(I)中氧化剂是__________。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g)2NO2(g)(II)当温度升高时,气体颜色变深,则反应(II)为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为△H.现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_______;
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数______(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)= ______mol•L-1•s-1。
二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。
完成下列填空:
(1)Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2,且NO和NO2的物质的量之比为1∶1,写出Se和浓HNO3的化学反应方程式_____________________________
(2)已知:Se+2H2SO4(浓)=2SO2↑+SeO2+2H2O
2SO2+SeO2+2H2O=Se+2SO42-+4H+
SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是____________________。
(3)回收得到的SeO2的含量,可以通过下面的方法测定:
①SeO2+KI+HNO3―→Se+I2+KNO3+H2O
②I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI
配平方程式①,标出电子转移的方向和数目___________________________
(4)实验中,准确称量SeO2样品0.150 0 g,消耗0.200 0 mol·L-1的Na2S2O3溶液25.00 mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为________。
将一定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入5 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。
(1)加入NaOH 0~ 20mL 时发生反应离子方程式___________________,
加入NaOH 20~ 200mL 时发生反应离子方程式___________________,
加入NaOH 200~ 240mL 时发生反应离子方程式___________________,
(2)镁和铝的总质量为________g
(3)硫酸的物质的量浓度为___________ mol/L
(4)生成的氢气在标准状况下的体积为__________L
[化学选修2——化学与技术]
信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组,将一批废弃的线路析简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
请回答下列问题:
(1)第①步Cu与酸反应的所有的离子方程式为_______;得到滤渣1的主要成分为___________。
(2)第②步加H2O2的作用是___________,使用H2O2的优点是___________,调溶液pH的目的是使________________生成沉淀。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_______________________。
(4)由滤渣2制取Al2(S04)3•18H2O,探究小组设计了三种方案:
上述三种方案中,________方案不可行,原因是________________从原子利用率角度考虑,__________方案更合理。
铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸的冶炼钢铁的重要原料。高温下可发生反应:其中一个反应为:3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,该过程若有1.5mol FeS2参加反应,则反应过程中转移_____ mol电子;
(2)氯化铝溶液显酸性,原因是_________________________(用离子方程式稀释);
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素(CO(NH2)2;它易被氧化),原理如下图所示。
①电源的负极为_________(填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为_________、_________。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将_________;若阴极共收集到气体6.72L(标准状况),则除去的尿素为________ g(忽略气体的溶解)。
(4)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•moL-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•moL-1
H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ•moL-1
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:_________。
“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol相关数据如下
容器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
1molCO2(g)和3molH2(g) |
1molCH3OH和1molH2O(g) |
平衡时c(CH3OH) |
c1 |
c2 |
平衡时能量变化 |
放出29.4kJ |
吸收akJ |
请回答:①c1_________c2(填“>”“<”或“=”),a=_________;
②若甲中反应10s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是______mol/(L·s)-1;
(2)压强为p1时,向体积为1L密闭容器中充入bmolCO和2bmolH2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图1所示,请回答:
①该反应属于_____(填“吸”或“放”)热反应,p1_____p2(填“>”“<”或“=”)
②100℃时,该反应的平衡常数K=_____(用含b的代数式表示)。
(3)治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H<0 ;在恒温容的密闭容器中通入n(NO):n(CO)=1:2的混合气体,发生上述反应,下列图象说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是_____。
自然界中氮元素有多种存在形式。
(1)合成氨反应的化学方程式是_________________。
(2)NH3在一定条件下可被氧化.
已知:ⅰ.4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1269kJ/mol
ⅱ.
①断开1mol H-O 键与断开 1mol H-N 键所需能量相差约_________kJ;
(3)下图是某压强下,N2与H2按体积比1:3投料时,反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线.其中一条是经过一定时间反应后的曲线,另一条是平衡时的曲线.
②H-O 键比H-N键(填“强”或“弱”)_____;
①图中b点,v(正)_____v(逆).(填“>”、“=”或“<”)
②图中a点,容器内气体n(N2):n(NH3)=_____。
(4)水中的氨在微生物作用下可被氧化为亚硝酸,其化学方程式是_______________。
(5)电解法能将碱性溶液中的NO2-转化为N2而除去,其电极反应式是_______________。
Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)25℃时将氯气溶于水形成氯气-氯水体系,该体系中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三 者中所占分数(α)随pH变化的关系如图1所示.
①已知HClO的杀菌能力比ClO-强,由图分析,用氯气处理饮用水时,pH=7.5与 pH=6时杀菌效果强的是_________________。
②氯气-氯水体系中,存在多个含氯元素的平衡关系,分别用平衡方程式表示为__________。
(2)ClO2是一种新的消毒剂,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,写出该反应 的化学方程式_________________。
(3)工业上还可用下列方法制备ClO2,在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3,然后与盐酸反应得到ClO2.电解时,在______极(填阴或阳)生成,生成ClO3-的电极反应式为_________。
(4)一定条件下,在水溶液中 1mol Cl-、1mol ClOx-(x=1,2,3,4)的能量大小与化合价的关系如图2所示
①从能量角度看,C、D、E中最不稳定的离子是_________________(填离子符号)。
②B→A+D反应的热化学方程式为_________________(用离子符号表示)。
某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验 序号 |
时 间 浓度 温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
1 |
800℃ |
1.0 |
0.80 |
0.67 |
0.57 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
2 |
800℃ |
c2 |
0.60 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
3 |
800℃ |
c3 |
0.92 |
0.75 |
0.63 |
0.60 |
0.60 |
0.60 |
4 |
820℃ |
1.0 |
0.40 |
0.25 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2=____________mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是___________。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3_______v1(填>、=、<),且c3_______1.0 mol/L(填>、=、<)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是________反应(选填吸热、放热)。理由是
物质A是生产各种塑料的重要单体,工业上采用物质B分解制备物质A的同时释放出氢气,其制备原理是:B(g)A(g)+H2(g) ΔH=+125kJ·mol—1
(1)该反应的平衡常数表达式为K="______________。随着温度的升高,K" 值____________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(稀释剂不参加反应)。物质B的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强关系如下图。
①由上图可得出:
结论一:
其他条件不变,水蒸气的用量越大,平衡转化率越___;
结论二 :______________________________________
②加人稀释剂能影响反应物B的平衡转化率的原因是:__________________。
(3)某些工艺中,在反应的中途加入O2和特定的催化剂,有利于提高B的平衡转化率。试解释其原因:________________________。