有浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸和醋酸三种溶液,试分析:
(1)若溶液的C(H+)分别为a、b、c,则它们的大小关系是 (用“>”“<”“=”表示),
(2)分别用三种酸中和等物质的量的氢氧化钠溶液,所需溶液的体积分别是a、b、c, 则它们的大小关系是 (用“>”“<”“=”表示)。
(3)等体积的三种酸分别与足量的锌粒反应,在相同条件下若产生气体的体积分别为a、b、c,则它们的关系是 。
(4)可逆反应2Cl2(g)+2H2O(g) 4HCl(g)+O2(g) △H>0,在一定条件下达到平衡后,分别采取下列措施(填“增大”、“减小”或“不变”):
①降低温度,Cl2的转化率__________; ②保持容器体积不变,加入He,则HCl的物质的量__________;③保持容器压强不变,加入He,则O2的体积分数__________。
(1)在25℃、101kPa下,1g CH4(g)完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:_ _
(2)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量。其热化学方程式为__
(3)已知拆开1mol H—H键、1mol N—H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为______________________
(4)已知热化学方程式:
① C2H2(g) +5/2O2(g) ="=" 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJ•mol-1
② C(s)+ O2(g) ="=" CO2(g) △H2=-393.5 kJ•mol-1
③ H2(g)+ O2(g) ="=" H2O(1) △H3 =" -285.8" kJ·mol-1
则反应④ 2C(s)+ H2(g) ="=" C2H2(g)的△H为
在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
(1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。
(2)已知在700 ℃时,该反应的平衡常数K1=0.6,则该温度下反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=_____,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K3=________。
(3)已知在1 000 ℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A.容器中压强不变 |
B.c(CO2)=c(CO) |
C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2 |
D.混合气体的平均相对分子质量不变 |
(5)在1 000 ℃下,某时刻CO2的物质的量为2.0 mol,则此时v(正)________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。该温度下反应达到平衡时,CO2的转化率为________。
有一固体粉末,其中可能含有Na2CO3、NaCl、Na2SO4、CuCl2、Ba(NO3)2、K2CO3、K2SO4中的一种或几种,现按下列步骤进行实验:
①将该粉末溶于水得无色溶液和白色沉淀;
②在滤出的沉淀中加入稀硝酸,有部分沉淀溶解,同时产生无色气体;
③取滤液做焰色反应,可证明滤液中含Na+,不含K+。
由上述现象推断:(1)该混合物中一定含有 ;一定不含有 。
(2)该混合物中可能含有 ,请设计实验证明其是否存在 。
I:钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
请回答下列问题:
(1)Fe位于元素周期表中第________周期,第________族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
Ⅱ:A、B、C、X均为中学常见的纯净物,它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。
试回答:
(1)若X是强氧化性单质,则A不可能是________________。
a.S b.N2 c.Na d.Mg e.Al
(2)若X是金属单质,向C的水溶液中滴加AgNO3溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则B的化学式为____________;C溶液在贮存时应加入少量X,理由是(用必要的文字和离子方程式表示)____________。
(3)A还可以是氨气,氨气分子的空间构型是 。
氧化还原反应是化学反应中的基本反应之一,研究氧化还原反应,对人类的进步具有极其重要的意义。
(1)已知:2BrO3﹣+C12=Br2+2C1O3﹣;
5C12+I2+6H2O=2HIO3+10HC1;
C1O3﹣+5C1﹣+6H+=3C12+3H2O
则C1O3﹣、BrO3﹣、IO3﹣、C12的氧化性由弱到强的排序为
(2)已知Fe3+的氧化性强于I2,请你从所给试剂中选择所需试剂,设计一个实验加以证明,(提示:请写出实验步骤、现象及结论)①FeCl3溶液 ②碘水 ③KI溶液 ④稀H2SO4 ⑤淀粉溶液 ;
(3)二十世纪初期,化学家合成出极易溶于水的NaBH4.在强碱性条件下,常用NaBH4处理含Au3+的废液生成单质Au,已知,反应后硼元素以BO2﹣形式存在,反应前后硼元素化合价不变,且无气体生成,则发生反应的离子方程式为
(4)某强氧化剂[RO(OH)2]+能将Na2SO3氧化.已知含2.0×10﹣3mol[RO(OH)2]+离子的溶液,恰好跟25.0mL 0.2mol/L 的Na2SO3溶液完全反应,则反应后R的化合价为 价;
(5)将32g 铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L.请回答:
①待产生的气体全部释放后,向溶液加入V mL amol•L﹣1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L.(用含V、a的式子表示)
②欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%H202的质量为 g。
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,请回答下列问题:
(1)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;
(2)在BF3分子中,F-B-F的键角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______;BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为_______;
(3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;
(4)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼晶胞,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
氨气是一种重要工业原料,在工农业生产中具有重要的应用。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △ H=+180.5kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1
则N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的△H=_________________________。
(2)工业合成氨气的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在一定温度下,将一定量的N2和H2通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后.改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是__________________。
①增大压强 ②增大反应物的浓度 ③使用催化剂 ④降低温度
(3)①实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气,画出反应及收集的简易装置实验室还可在 (填一种试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
② 常温下氨气极易溶于水,溶液可以导电。氨水中水电离出的c(OH-) 10-7 mol·L-1(填写“>”、“<”或“=”);
③ 将相同体积、PH之和为14的氨水和盐酸混合后,溶液中离子浓度由大到小的顺序
为 。
(4)合成氨的原料氢气是一种新型的绿色能源,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行图所示实验:(其中a、b均为碳棒)。如图所示:
右边Cu电极反应式是
a电极的电极反应式
Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比C12、O2、C1O2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为:
2FeSO4 + a Na2O2 = 2Na2FeO4 + b X + 2Na2SO4 + c O2↑
该反应中物质X应是 ________ ,b与c的关系是 ___________。
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种数粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、C1-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式: _________________。
②每生成1mol FeO42-转移 _______ mo1电子,若反应过程中转移了0.3mo1电子,则还原产物的物质的量为 mo1。
Ⅱ.已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
(1)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此时被氧化的离子是____________,被氧化的离子的物质的量分别是_______________。
(2)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,当I-、Fe2+、Br-完全被氧化时,c为_______________(用含a、b的代数式表示)。
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
T/℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应为 反应(填“吸热”、“放热”)。
(2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出CO气体
b.适当升高温度
c.增大CO2的浓度
d.选择高效催化剂
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选不得分)。
A.容器中压强不变
B.混合气体中 c(CO)不变
C.正(H2)=逆(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
(5)若在(4)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,H2的物质的量为 ,CO2的物质的量为 。
A.等于1.0mol
B.大于1.0mol
C.大于0.5mol,小于1.0mol
D.无法确定
下表中的数据是破坏1 mol物质的化学键所消耗的能量:
物质 |
Cl2 |
Br2 |
I2 |
HCl |
HBr |
HI |
H2 |
能量(kJ) |
243 |
193 |
151 |
431 |
366 |
298 |
436 |
根据上述数据回答:
(1) 下列氢化物中,最不稳定的是
A.HCl B.HBr C.HI
(2)H2和Cl2反应生成HCl过程中的热效应可用下图表示,请回答下列问题:
①ΔH1= kJ·mol-1,ΔH2= kJ·mol-1,ΔH3= kJ·mol-1。
②据实验测定,H2和Cl2的混合气体在光照下反应生成HCl,引发该反应的步骤是上图①~③中分子转化为原子的一步,你认为是第 (填序号)步,请说明原因: 。
③该反应的热化学方程式为 。
某同学设计了一个甲醇(CH3OH)燃料电池,并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图1:
(1)25℃,1.01×105Pa时16g液态甲醇完全燃烧,当恢复至原状态时,放出362.9kJ热量,此反应的热化学方程式为 。
(2)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式 。
(3)铁电极上反应的现象为:先有红色的物质析出,后 。
石墨电极上产生的气体是 。
(4)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度 mol·L-1。(假设溶液体积不变)
空气中CO2的含量及有效利用,已经引起各国的普遍重视
Ⅰ: 目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,△H=-49.0kJ/mol;测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图甲所示。
(1)前3min内,平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1。此温度下该反应的平衡常数为 (保留两位小数,注意要写单位)。
(2)下列措施中,既能使反应加快,又能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 B.充入惰性气体
C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1mol H2
(3)图乙中t5时引起平衡移动的条件是 。(填序号)
A.升高温度 B.增大反应物浓度 C.使用催化剂 D.增大体系压强
(4)反应达到平衡后,若向反应体系再加入CO2(g)、H2(g) 、CH3OH(g)、H2O(g)各1mol,化学平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
Ⅱ:利用CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)将CO2转化成燃料气。T℃时,在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH4与CO2,发生上述反应,吸收热量Q1kJ,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示
(5)下列事实能说明该反应达到平衡的是( )
a.CO的物质的量不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO2)= 2v逆(H2)
d.混合气体压强不再发生变化
e.单位时间内生成n mol CH4的同时消耗2n mol H2
(6)据图可知P1、P2、P3、P4由小到大的顺序是 。
(7)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时通入物质的量均为0.1 mol的CH4与CO2,相同的温度下充分反应达到平衡后,放出热量Q2 kJ,
则Q1 Q2(填 “>”“=”或“<”)
Ⅲ: 设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) 和反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数分别为K1、K2,在不同温度下, K1、K2的值如下表所示:
T(K) |
K1 |
K2 |
973 |
1.47 |
2.36 |
1173 |
2.15 |
1.67 |
(8)现有反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),是 (填“吸”或“放”)热反应。
工业上用软锰矿(主要成分是二氧化锰)制取高锰酸钾和软磁铁氧体材料MnxO4,其流程如下(部分条件和产物省略):
请回答下列问题:
(1)K2MnO4中锰元素的化合价是___________。
(2)写出粉碎矿石和氢氧化钾熔融物中通入空气时,发生主要反应的化学方程式___________________。
(3)分析下表数据。工业上采用III得到较纯净的高锰酸钾,III中包含的操作名称是________________。
(4)上述工业流程中试剂X的最佳物质是(填化学式)_________________________;设计步骤IV的目的是________________________。
(5)通过煅烧MnSO4·H2O可制得软磁铁氧体材料MnxO4。如图是煅烧MnSO4·H2O时温度与剩余固体质量变化的曲线。该曲线中A段所表示物质的化学式是_____________;MnxO4中x=_________________________。
常见金属单质A可发生如图所示转化(部分反应物、产物和反应条件已略去)。F是一种温室气体;气体G的水溶液显弱碱性;H是一种具有磁性的黑色氧化物;B、C、D、E四种化合物中含有一种相同的元素。
请回答下列问题:
(1)写出F的电子式________________,实验室制取G的化学方程式为______________________。
(2)写出反应I的离子方程式_______________。该反应中的氧化剂是______________________。
(3)反应I、Ⅱ均有清洁能源H2产生。已知H2的燃烧热为286 kJ·mol-1,18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其它相关数据如下表:
则表中x为______________
(4)写出A与H反应的化学方程式________________________________,实验测得该反应的焓变(△H)和活化能(Ea)。下列能量关系图合理的是_________________(填写序号)。
(5)资料显示H可用于除去地下水中的TcO4-(99Tc具有放射性)。在酸性条件下,H将TcO4-转化为难溶于水的TcO2,同时得到一种难溶于水的弱碱,该反应的离子方程式为_______________________________。