某银白色固体A露置在空气中会被氧化成白色固体B;点燃A,火焰呈黄色,生成浅黄色固体C;A、B、C均可跟无色液体D反应,生成碱性物质E;其中A和D反应时还会生成可燃性气体F,C跟D反应时则可生成另一种气体G;F和G混合后遇火可剧烈反应而发生爆炸并生成D。
(1)写出下列物质的化学式:C ,D ,E 。
(2)写出A与D反应的离子方程式: 。
(3)写出C与D反应的化学方程式: 。
(4)写出B与D反应的化学方程式: 。
某化学兴趣小组在课外活动中,对某溶液进行了多次检测,其中三次检测结果如下表所示,请回答:
检测次数 |
溶液中检测出的物质 |
第一次 |
KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl |
第二次 |
KCl、BaCl2、Na2SO4、K2CO3 |
第三次 |
Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl |
(1)三次检测结果中第 次检测结果不正确。
(2)检测时,为了确定溶液中是否存在SO42-和CO32-:
第一,向溶液滴加 溶液(填化学式),其目的是 。
第二,继续加入过量的该溶液,其目的是 。
第三,再向溶液中加入 溶液(填化学式),确定 离子的存在,其离子反应方程式为 。
将1mol/L的FeCl3溶液逐滴滴入沸水中,液体变为 色,得到的是 ;反应的化学方为 。向其中逐滴加入稀硫酸至过量,现象是 ,原因是 。
如图装置,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹;电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中,
切断K1,闭合K2、K3,通直流电,则:
(1)标出电源的正、负极,a为________极。
(2)在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液,现象为___________________________。
(3)写出电极反应式:A中_____________________________________。
(4)若电解一段时间,A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3,闭合K1。电流表的指针偏转,则此时A极电极反应式为____________ ______________。
已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2,在温度973 K和1173 K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 |
K1 |
K2 |
973 K |
1.47 |
2.38 |
1173 K |
2.15 |
1.67 |
(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:K3=______ __.
(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式____ ____,据此关系式及上表数据,也能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应.
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有________(填写字母序号).
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(10分)“低碳循环”引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO
和H2为主的合成气,合成气有广泛应用。试回答下列问题:
(1)高炉炼铁基本反应为:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。已知在1 100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值 (填“增大”、“减小”或“不变”);
②1100 ℃时测得高炉中,c(CO2)="0.025" mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,则在这种情况下,该反应向 进行(填“左”或“右”),判断依据是 。
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,现向体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
②反应达到平衡后,下列措施能使[CH3OH]∕[CO2]增大的是 (填符号)。
A.升高温度 |
B.再充入H2 |
C.再充入CO2 |
D.将H2O(g)从体系中分离 |
E.充入He(g)
根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=" +" 1 530 kJ/mol
又知:H2O(l)H2O(g) ΔH=" +" 44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) ΔH= kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K= ,控制其他条件不变,增大压强,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(12分)
(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示可逆反应进行得越完全,K值大小与温度的关系是:温度升高,K值 (填“一定增大”、“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。
(2)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在800℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,CO和H2O的物质的量浓度变化如图所示,则:
①0~4 min时间段平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1。
②在800℃时该反应的化学平衡常数K= (要求写出表达式及数值),CO的转化率= 。
③在800℃时,若反应开始时此容器中CO和H2O的浓度分别为0.20 mol·L-1和0.80 mol·L-1,则达到平衡时CO转化为CO2的转化率是 。
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)
(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
②300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,
对平衡体系产生的影响是 (填字母)。
A.c(H2)减少
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加
D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
③其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。300℃时,H2的转化率随时间的变化如图所示,请补充完成250℃、350℃时H2的转化率随时间的变化示意图。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-a kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-b kJ·mol-1
③ H2O(g)= H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH= kJ·mol-1。
计算下列各小题:
(1)某温度时,测得0.01 mol/L的NaOH溶液pH为11求该温度下水的离子积常数Kw
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合溶液为中性,且a=12,b=2,求Va ∶Vb 。
②若所得混合溶液的pH=10,且a=12,b=2,求Va∶Vb 。
某温度下,纯水电离出的c(H+)=2×10—7mol/L。
(1)该温度下,0.1mol/L 盐酸的PH= ,0.1mol/L NaOH溶液中的c(H+)=
(2)该温度下,pH=13的NaOH溶液中的c(OH—)是pH=11的NaOH溶液中的c (OH—)的 倍,若将两者以等体积混合,所得溶液pH值为 。(lg2=0.3,lg3=0.5,lg5=0.7)
(3)该温度下,等物质的量浓度的NaOH溶液与盐酸按3∶2体积比混合(不考虑混合时的体积变化),所得溶液的pH值为12,它们的浓度为 。
氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步,不少科技工作者为了寻找廉价的氨的制备方法,进行了前赴后继的探索性工作。请回答下列各题:
用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应,化学方程式如下:N2+3H22NH3。已知,在常温下,1 g H2完全转化为NH3,放出的热量为15.4 kJ。
(1)请写出该反应的热化学方程式 。
(2)如果一个反应的ΔH-TΔS<0,则该反应能够自发进行。已知该反应的ΔS="-198.2" J·K-1·mol-1。请判断上述氨气的合成在温度298K时 (能、否)自发发进行。
已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)ΔH>0,请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)="1" mol·L-1,c(N)="2.4" mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为 ;
(2)若反应温度升高,M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”);
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)="4" mol·L-1,c(N)="a" mol·L-1;达到平衡后,c(P)="2" mol·L-1,a= ;
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)="c(N)=b" mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为 。
(16 分)目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4 (g)+4NO2 (g)=4NO(g)+CO2 (g)+2H2 O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4 (g)+4NO(g)=2N2 (g)+CO2 (g)+2H2 O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式__________
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下
浓度/mol·L-1 时间/min |
NO |
N2 |
CO2 |
0 |
0.100 |
0 |
0 |
10 |
0.058 |
0.021 |
0.021 |
20 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
30 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
40 |
0.032 |
0.034 |
0.017 |
50 |
0.032 |
0.034 |
0.017 |
①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______
A.容器内CO2的浓度保持不变
B.v正(N2)="2" v正(NO)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②在该温度下时.该反应的平衡常数为 (保留两位小数);
③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______。
(3)合成塔失去活性的铬锌触媒可用于制备锌锰电池。在碱性条件下,该电池的总反应为:Zn(s) +2MnO2 (s) +H2O(l) = Zn(OH)2 (s) +Mn2O3(s) ,该电池正极的电极反应式是 。PbO2可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ,阴极上观察到的现象是;
若电解液中不加入Cu(NO3)2这样做的主要缺点是 。
(18 分)A、B、C、D、E、F 是周期表中的前20 号元素,原子序数逐渐增大。A 元素是宇宙中含量最丰富的元素,原子的原子核内可能没有中子。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相等;C 元素原子最外层p 能级比s 能级多1 个电子;D 原子p 轨道上成对电子数等于未成对电子数;E 的常见化合价为+3;F 最高正价与最低负价的代数和为4; G+的M 层电子全充满。用化学式或化学符号回答下列问题:
(1)G 的基态原子的外围电子排布式为 ,周期表中F 属于 区。
(2)B 与F 形成的一种非极性分子的电子式为 ;F 的一 种 具有较强还原性的氧化物分子的VSEPR 模型为
(3)BD2在高温高压下所形成的晶胞如图所示。
该晶体的类型属于_______(选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体
(4)设C 元素的气态氢化物为甲,最高价氧化物的水化物为乙,甲与乙反应的产物为丙。常温下,有以下3 种溶液:①pH=11 的甲的水溶液 ②pH=3 的乙的水溶液 ③pH=3的丙溶液,3种溶液中水电离出的c(H+)之比为 。
(5)丁、戊分别是E、F 两种元素最高价含氧酸的钠盐,丁、戊溶液能发生反应。当丁、戊溶液以物质的量之比为1:4 混合后,溶液中各离子浓度大小顺序为 。
(6)A 和C 形成的某种氯化物CA2Cl 可作杀菌剂,其原理为CA2Cl 遇水反应生成一种具有强氧化性的含氧酸,写出CA2Cl 与水反应的化学方程式:___________________________
(7)往G 的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可生成一种配合物X,下列说法正确的是
A.X中所含化学键有离子键、极性键和配位键
B.X中G2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C.组成X 的元素中第一电离能最大的是氧元素
D.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为正四面体