【题目】ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂,可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反应制得。无水草酸100℃可以升华。某学习小组用下图装置模拟工业制取收集ClO2 。
(1)实验时装置A需在60℃~100℃进行的原因是_________,控制所需温度的方法是________。
(2)装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等,该反应的化学方程式为___________。
(3)在装置C中ClO2和NaOH反应生成等物质的量的两种盐,其中一种盐为NaClO2 ,写出反应的离子方程式_________________。
【答案】温度过低,化学反应速率较慢,温度过高草酸升华或分解 水浴加热 2NaClO3+H2C2O4Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O 2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+H2O
【解析】
装置A中盛放草酸和NaClO3,反应生成ClO2气体,发生2NaClO3+H2C2O4 Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O,装置A用电动搅拌棒,将反应物充分混合(或充分反应、或使反应物受热均匀),B为ClO2的凝集装置,装置C为尾气吸收装置。
(1)一般来说,升高温度,活化分子的百分数增大,反应速率增大,温度过低,化学反应速率较慢,无水草酸100℃可以升华,温度过高草酸升华或分解,所以实验时装置A需在60℃~100℃进行,反应温度低于水的沸点,用水浴可使反应容器受热均匀,所以反应要用水浴加热;
(2)装置A中反应物为NaClO3、H2C2O4,产物有Na2CO3、ClO2和CO2等,方程式为2NaClO3+H2C2O4Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O;
(3)NaOH吸收ClO2尾气,生成物质的量之比为1:1的两种阴离子,一种为ClO2-,氧化还原反应规律,另一种离子中Cl元素化合价升高,即为ClO3-,反应的离子方程式为:2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+H2O。
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【题目】同温同压下,等体积的一氧化二氮(N2O)和二氧化碳两种气体相比较:①质量相等、②所含碳原子数与氮原子数相等、③所含分子数相等。上述结论中正确的是( )
A. ①②③ B. ②③ C. ①② D. ①③
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【题目】中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图。下列说法不正确的是
A.该过程中H2O被还原生成氧气
B.该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
C.基于合成NH3的过程属于氮的固定
D.该过程的化学方程式为:2N2+6H2O4NH3+3O2
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【题目】在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol]:下列说法正确的是( )
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1mol N2、3mol H2 | 2mol NH3 | 4mol NH3 |
NH3的浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 吸收c kJ |
体系压强(Pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
A. 2c1>c3 B. a+b>92.4 C. 2p2<p3 D. α1+α3<1
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【题目】已知①---⑩号元素在周期表中的位置如图。试回答下列问题:
(1)上述元素中属于d区的有:________。
(2)②、③、④三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。
(3)⑧号元素在元素周期表中的位置是_______________,其原子核外未成对电子数为_______________,⑩号原子处于基态时核外电子排布式为___________,已知元素⑩和⑦的电负性分别为1.9和2.5,则⑩与⑦形成的化合物属于__________(填“离子”或“共价”)化合物。
(4)③号元素原子与①号元素原子形成的原子个数比为的分子X在①与④形成的化合物Y中的溶解度很大,其主要原因是____________。
(5)④号和⑦号元素组成的原子个数比为3:1的-2价阴离子的空间构型、中心原子的杂化类型分别是:____________,____________。
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【题目】(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为_________________________。
(2)NO是有毒气体,某学生为防止污染,用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置,如图甲所示。
①实验室若没有铜丝,而只有小铜粒,在使用上述装置进行实验时,可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验,这种丝状材料的成分可以是________(填字母)。
A.铁 B.铝 C.铂 D.玻璃
②打开分液漏斗的活塞使反应进行,在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的,原因是______________(填化学方程式)。
(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO,某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后,可以在U形管右端观察到无色的NO气体。
①长玻璃管的作用是__________________________________________________。
②让反应停止的操作方法及原因是_______________________________________________。
(4)以下收集NO气体的装置,合理的是________(填字母)。
a.b.c.d.e.
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【题目】若NA表示阿伏加德罗常数,则下列说法不正确的是
A. 23g 钠在空气中充分燃烧,转移的电子数为NA
B. 50ml 12mol/L的盐酸与足量的MnO2共热,充分反应后,转移电子数为0.3NA
C. 0.6mol过氧化钠晶体中所含阴离子的数目为0.6NA
D. 常温常压下,8.8gN2O 和CO2混合气体所含的原子总数为0.6NA
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【题目】二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁能源。工业上,常利用CO2和H2合成二甲醚。有关反应如下(z、y、z均大于0):
①2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1=-xkJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-ykJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-zkJ·mol-1
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=____kJ·mol-1。
(2)下列有关合成二甲醚的说法正确的是___(填字母)。
a.增大压强能提高反应速率和CO2的平衡转化率
b.体系中减小,平衡一定向正方向移动
c.容器体积一定,混合气体密度不变时一定达到平衡状态
d.充入适量CO,可能提高CH3OCH3的产率
(3)在一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),速率表达式为v=v正-v逆=k正c(CO)·c(H2O)-k逆c(CO2)·c(H2)(其中,k正、k逆为正、逆速率常数,与浓度无关)。达到平衡时,升高温度,将___(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在恒容密闭容器中用CO2和H2合成二甲醚时CO2的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。
①500K时,将9molH2和3molCO2充入2L恒容密闭容器中,5min时反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(H2)=___molL-1min-l,该温度下,反应的平衡常数K=____(列出计算式即可,无需化简)。
②由图像可以得出的结论是___(答两条)。
(5)工业上也可用CO和H2合成二甲醚,而且二者还能作燃料电池的燃料。以CO、H2体积比为1∶2的混合气体与空气在KOH溶液中构成燃料电池(以石墨为电极),开始时,负极的电极反应式为___。
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【题目】ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应 :2NaClO2 + Cl2 ===2ClO2 + 2NaCl。
下图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。其中E中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中的未反应的Cl2)。
(1)仪器P的名称是_________________。
(2)写出装置A中烧瓶内发生反应的离子方程式:______________________________。
(3)B装置中所盛试剂是____________________。
(4)F为ClO2收集装置,应选用的装置是___________(填序号),其中与E装置导管相连的导管口是__________(填接口字母)。
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