【题目】从古至今,铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。
(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是______(填字母序号)。
a. Fe b. FeO c. Fe3O4 d. Fe2O3
(2) 现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。 整个过程与温度密切相关, 当温度低于 570℃时,反应Fe3O4(s)+4 CO(g) 3Fe(s)+4 CO2(g),阻碍循环反应的进行。
① 已知:Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) +CO2(g) ΔH1 = +19.3 kJ·mol-1
3FeO(s) + H2O(g)Fe3O4(s) + H2(g) ΔH2 =-57.2 kJ·mol-1
C(s)+CO22CO(g) ΔH3 =+172.4 kJ·mol-1 。
铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是_________。
② 下图表示其他条件一定时, Fe3O4(s)和 CO(g)反应达平衡时 CO(g)的体积百分含量随温度的变化关系。
i. 当温度低于570℃时,温度降低CO的转化率____(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是______。
ii. 当温度高于570℃时,随温度升高,反应 Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) + CO2(g)平衡常数的变化趋势是________;(填“增大”、“减小”或“不变”)1040℃时,该反应的化学平衡常数的数值是________。
(3)① 古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下:
复分解反应 ii 的离子方程式是_______________。
② 如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中 CN-,方案如下:
若试纸变蓝则证明食品中含有 CN-,请解释检测时试纸变蓝的原因_________。
(4)已知25℃时,Kap[Fe(OH)3]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配置100mL 5mol/LFeCl3溶液,为使配置过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入2mol/L的盐酸_________mL(忽略加入盐酸体积)。
【答案】cC(s) + H2O(g) =H2(g) + CO(g) ΔH = + 134.5 kJ· mol-1增大理由:当温度低于570℃时,温度降低,CO的体积百分含量降低,可逆反应Fe3O4+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) 正向移动,故CO的转化率增大增大43[Fe(CN)6]4- + 4Fe3+ =Fe4[Fe(CN)6]3↓碱性条件下,Fe2+与 CN-结合生成[Fe(CN)6]4- ,Fe2+被空气中 O2 氧化生成 Fe3+ ,[Fe(CN)6]4- 与 Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色2.5
【解析】(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的,磁铁成分主要是四氧化三铁,选c;
(2)①Ⅰ.Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)△H1═+19.3kJmol-1
Ⅱ.3FeO(s)+H2O(g)Fe3O4(s)+H2(g)△H2═-57.2kJmol-1
Ⅲ.C(s)+CO2(g)2CO(g)△H3═+172.4kJmol-1
依据盖斯定律计算Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得到铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式;C(s)+H2O(g)═H2(g)+CO(g)△H═+134.5kJmol-1 ;
②i. 当温度低于570℃时,温度降低CO的转化率增大;因为当温度低于570℃时,温度降低,CO的体积百分含量降低,可逆反应Fe3O4+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) 正向移动,故CO的转化率增大。
ii.高于570°C,随温度升高,反应Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)平衡正向进行,平衡常数的变化趋势增大,1040℃时CO体积分数为20%,结合三行计算列式计算得到平衡浓度,设起始浓度CO为1mol/L,消耗CO浓度为x
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)
起始量(mol/L) 1 0
变化量(mol/L) xx
平衡量(mol/L) 1-x x
=20%,x=0.8mol/L,K==4;
(3)①[Fe(CN)6]4-和Fe3+反应生成Fe4[Fe(CN)6]3蓝色沉淀,反应的离子方程式为:3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+═Fe4[Fe(CN)6]3↓;
②基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN-,碱性条件下,Fe2+与CN-结合生成[Fe(CN)6]4-;Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+;[Fe(CN)6]4-与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色。
(4)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)×C3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3],代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-13mol/L,c(H+)≥0.05mol/L,则加入盐酸的体积至少为=0.0025L=2.5mL。
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【题目】甲、乙两同学欲分别完成“钠与氯气反应”的实验。
I.甲同学的方案为:取一块绿豆大的金属钠(除去氧化层),用滤纸吸净煤油,放在石棉网上,用酒精灯微热。待钠熔成球状时,将盛有氯气的集气瓶抽去玻璃片后倒扣在钠的上方(装置如图工)。该方案的不足之处有 。
Ⅱ.乙同学所采用的装置如图Ⅱ,回答下列问题:
(1)按图Ⅱ组装仪器、添加药品,实验开始后,先将浓盐酸挤入试管,试管中发生反应的离子方程式为 ;待整套装置中 后,点燃酒精灯。
(2)点燃酒精灯后,玻璃管中出现的现象是__________________。
(3)乙同学欲将虚框内装置改为图III,所示装置,并测量多余气体的体积。
①为提高测量的准确性,图III,量气管装置中的液体可用 ;收集完气体后并读数,读数前应进行的操作是冷却至室温并 。
②若未冷却至室温立即按上述操作读数,则会导致所观测气体的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同)。
③如果开始读数时操作正确,最后读数时俯视右边量气管液面,会导致所测气体的体积 。
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【题目】蛋白质分子结构的多样性,决定了蛋白质分子具有多种重要功能。如淀粉酶、胃蛋白酶在消化中的________功能,胰岛素可以对糖类物质的代谢具有________功能,免疫球蛋白在人体中的_________功能等。
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【题目】已知反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2 (g) ΔH>0, 某温度下,向5 L密闭容器中加入2 mol C(s)与1 mol H2O(g),t1 s时,CO的物质的量为0.20 mol,到第t2 s时恰好达到平衡,此时CO的物质的量为0.35 mol ,下列说法正确的是( )
A. t1时改变的条件可能是使用催化剂
B.t1时改变的条件可能是增大 H2O 浓度
C.t1~t2这段时间内的化学反应速率 v(H2O)= 0.15/(t2-t1)
D.t2后继续加入 2 mol C(s)平衡向正反应方向移动
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【题目】将16.1g某元素的含结晶水的硫酸盐晶体,加热后失去全部结晶水变为7.1g,该无水硫酸盐的式量为142,则该晶体(AxH2O)中的x值为( )
A.10 B.9 C.8 D.11
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【题目】
(1)写出基态镓原子的电子排布式 。
(2)已知:无水氯化铝在178℃升华,它的蒸气是缔合的双分于(Al2Cl6),结构如图
缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是 。
(3)B原子的电子有 个不同的能级;晶体硼熔点为2300℃,则其为 晶体。
(4)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料,它是通过在高温氢气氛围下(>750℃)三溴化硼和三溴化磷反应制得。BP晶胞如图所示。
①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。
三溴化硼 三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆积方式为 。
③计算当晶胞晶格参数为a pm(即图中立方体的每条边长为 a pm)时,磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离 。
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【题目】高温裂解法处理工业废硫酸的原理为:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+ 550 kJ/mol,它由两步反应组成:
i.H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g)△H=+177kJ/molii.SO3(g)分解。
(1)SO3(g)分解的热化学方程式为________________。
(2)工业上常用SO2制备Na2S2O3,向0.1 mol/L的Na2S2O3溶液中滴加稀硫酸的离子方程式为_________。
(3)反应ii的△S_______________0(填 “>”、 “<”、 “=”)。
(4)对反应ii,可用V2O5 作催化剂。已知:SO2+V2O5SO3+V2O4 K1、1/2O2+V2O4V2O5 K2, 则在相同温度下,2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数 K=______________(用K1、K2表示)。
(5) L(L1、L2),X可分别代表压强或温度,右图表示L一定时,反应ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是_________________;
②比较L1、L2的大小_________________。
(6)维持体系总压p恒定,在T oC时,物质的量为9 mol、体积为2L的SO3(g)发生反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g), 已知SO3的平衡转化率25%,则在该温度下反应的平衡常数K=_____________(用最简分数表示)。
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【题目】在密闭容器中发生下列反应aA(g)cC(g)+dD(g),压缩容积到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍,下列叙述正确的是( )
A.A的转化率变大 B.平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数变大 D.a<c+d
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【题目】某实验小组欲用酸性KMnO4和H2C2O4反应通过测定单位时间内生成 CO2的量来探究影响反应速率的因素,设计实验方案如下:
实验序号 | A 溶液 | B 溶液 |
① | 20 mL 0.1 molL-1 H2C2O4 溶液 | 30 mL 0.01 molL-1 KMnO4 酸性溶液 |
② | 20 mL 0.2 molL-1 H2C2O4 溶液 | 30 mL 0.01 molL-1 KMnO4 酸性溶液 |
(1)检验上图装置气密性的最简便方法为:____________。
(2)H2C2O4溶液与酸性 KMnO4溶液反应的化学方程式为____________。
(3)该实验探究的是___________因素对化学反应速率的影响,相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是___________(填实验序号)。
(4)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末,c(MnO4-)=________(若忽略溶液混合前后体积的变化)。
(5)小组同学发现反应速率总是如上右图所示,积极探究t1~t2时间内速率变快的主要原因,提出假设可能是:①__________、②_________、③K+对该反应有催化作用。
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