【题目】氯气是一种清洁、高效新能源, 也是重要的化工原料。
(1)通过热化学循环在较低温度下由硫化氢分解制备氢气的反应系统原理为:
SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) H1=-151kJmol-1
2HI(aq)=H2(g)+I2(s) H2=+110kJmol-1
H2S(g)+H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2O(l) H3=+61kJmol-1
(热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺系统)
通过计算可知,该系统制氢的热化学方程式为___________。
(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH= -116 kJ·mol-1。如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图:
①X 表示的是______ (填“温度”或“压强”) ,理由是_________;Y1______Y2 (填“<”、“ >”或“=”)
②在2L恒容密闭容器中充入2 mol CO 和4 mol H2,一定条件下经过10 min 达到平衡状态c 点处。在该条件下,从开始至达到平衡状态v(CH3OH) =______ molL-1min -1,平衡常数K=________(填最简分数)。平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系是______
③下列措施既能增大反应速率又能提高反应物转化率的是______ (填字母)。
A. 使用催化剂 B. 及时分离CH3OH C.升高温度 D.增大压强
(3) 已知燃料电池的比能最与单位质量燃料物质失去的电子数成正比。理论上H2、CH4、CH3OH的碱性电池的比能量由大到小的顺序为_________。
【答案】H2S(g) = S(s) + H2(g) H = + 20 kJmol-1 压强 升温,平衡向吸热反应移动即逆向移动,转化率减小,因此X为压强,增大压强,平衡正向移动,转化率增大 < 0.06 Ka = Kc < Kb D H2 > CH4 > CH3OH
【解析】
(1)根据盖斯定律,三个方程式相加得到。
(2)①CO的平衡转化率(α)增大,说明平衡正向移动,则只能是加压,从下往上,转化率升高,平衡正向移动,则为降温;②三段式建立关系,得出甲醇反应速率,再计算平衡常数,再得出平衡常数大小比较;③A. 使用催化剂,反应速率加快,但转化率不变;B. 及时分离CH3OH,浓度减小;C. 升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,转化率减小,;D. 增大压强,速率加快,平衡正向移动,转化率增大。
(3)单位质量燃料物质失去的电子数越多,则燃料电池的比能量最大,计算三者的比能量得出结论。
(1)根据盖斯定律,三个方程式相加得到H2S(g) = S(s) + H2(g) H = + 21 kJmol-1;故答案为:H2S(g) = S(s) + H2(g) H = + 20 kJmol-1。
(2)①CO的平衡转化率(α)增大,说明平衡正向移动,则只能是加压,因此X表示的是压强,理由是升温,平衡向吸热反应移动即逆向移动,转化率减小,因此X为压强;从下往上,转化率升高,平衡正向移动,则为降温,因此Y1<Y2 ;故答案为:压强;升温,平衡向吸热反应移动即逆向移动,转化率减小,因此X为压强;<。
②
从开始至达到平衡状态,平衡常数,b、c温度相同,平衡常数相同,a点温度低,平衡正向移动,平衡常数增大,因此平衡常数Ka = Kc < Kb;故答案为:0.06;;Ka = Kc < Kb。
③A. 使用催化剂,反应速率加快,但转化率不变,故A不符合题意;B. 及时分离CH3OH ,浓度减小,反应速率减慢,故B不符合题意;C. 升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,转化率减小,故C不符合题意;D. 增大压强,速率加快,平衡正向移动,转化率增大,故D符合题意;综上所述,答案为D。
(3)单位质量燃料物质失去的电子数越多,则燃料电池的比能量最大,H2比能量为,CH4比能量为,CH3OH比能量为,因此三者比能量由大到小的顺序为H2 > CH4 > CH3OH;故答案为:H2 > CH4 > CH3OH。
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【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可以用作染色工艺的还原剂,纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。回答下列问题:
(1)Na2S2O4在潮湿空气中氧化,生成的两种常见酸式盐是___(填化学式)。
(2)锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示:
①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉-水悬浊液,其目的是__。
②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为__。
③在步骤Ⅲ中得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是__,“后续处理”最终要加入少量的Na2CO3固体,其原因是__。
(3)目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将HCOONa和烧碱加入乙醇水溶液中,然后通入SO2发生反应,有CO2气体放出,总反应的离子方程式是___。
(4)有人设计了图示方法同时制备连二亚硫酸钠和过二硫酸钠(Na2S2O8),并获得中国专利。电解过程中,阴极室生成Na2S2O4,a极的电极反应式为__,通过阳离子交换膜的离子主要是Na+,其迁移方向是__(填“a到b”或“b到a”)。
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【题目】污染性气体NO2与CO在一定条件下发生的反应为2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g),310K下,向1L的恒温恒容密闭容器中充入0.1mol NO2和0.2mol CO,5min后反应达到平衡,此时NO2的浓度为0.05mol/L。
(1)反应从开始到5min时,CO的平均反应速率v(CO)=________,NO2的平衡转化率a=________,310K时,上述反应的平衡常数K=________。
(2)在350K下,重复上述实验,平衡后NO2的物质的量分数为30%,则该反应的ΔH________(填“>”“<“或“=”)0。
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【题目】将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+D(g)。经4min后,测得D的浓度为0.4 mo1·L-1,C的平均反应速率为0.lmo1·L-1·min-1,c(A):c(B)=3:5。下列说法不正确的是
A.x的值是1B.4min末,A的转化率为60%
C.起始时A的浓度为2.4mol·L-1D.4min内v(B)=0.1 mol·L-1·min-1
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【题目】常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、Cl-、
B.使紫色石蕊溶液变红的溶液中:、Ba2+、、Cl-
C.pH=12的溶液中:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.滴加几滴KSCN溶液显血红色的溶液中:、Mg2+、I-、Cl-
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【题目】用中和滴定法测定某烧碱的纯度。将2.5g含有少量杂质(不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制成250mL溶液。根据实验回答下列问题:
I.滴定前的准备
检漏→用蒸馏水清洗→用待装溶液润洗→装液→①→调节液而在“0”刻度或“0”刻度以下→记录初始读数
II.滴定
分别取20.00mL待测液于3个洁净的锥形瓶中,滴加2滴酚酞试液,然后用0.2000mol·L-1盐酸标准液进行滴定至终点,记录最终读数。数据如下:
滴定序号 | 待测液体积(mL) | 滴定前(mL) | 滴定后(mL) |
1 | 20.00 | 0.50 | 20.70 |
2 | 20.00 | 6.00 | 26.00 |
3 | 20.00 | 5.00 | 25.10 |
III.实验数据处理
(1)将步骤I中的操作补充完整:
①___________
(2)如图所示为___________ (填“酸式”或“碱式”)滴定管的一部分,若该滴定管漏水或转动不灵活,可采取的措施是___________
(3)滴定终点的现象是_______
(4)计算:NaOH溶液的浓度为_______mol·L-1烧碱样品的纯度为________
(5)试判断以下几种情况对烧碱纯度测定结果的影响(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
①若用蒸馏水冲洗锥形瓶,使测定结果_____________
②若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,使测定结果_____________
③若刚见到指示剂局部的颜色有变化就停止滴定,使测定结果_____________
④读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,使测定结果_____________
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【题目】有机物X和Y可作为“分子伞”给药载体的伞面和中心支撑架(未表示出原子或原子团的空间排列)。
X(C24H40O5):
Y:H2NCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2
下列叙述错误的是( )
A.1 mol X在浓硫酸作用下发生消去反应,最多生成3 mol H2O
B.1 mol Y发生类似酯化的反应,最多消耗2 mol X
C.X与足量HBr反应,所得有机物的分子式为C24H37O2Br3
D.Y与癸烷的分子链均呈锯齿形,但Y的极性较强
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【题目】用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 0.1molCH4和0.1molCl2充分反应,生成的C-Cl键和H-Cl键的数目均为0.2NA
B. 7.8gNa2S和Na2O2的混合物中所含阴离子的数目等于0.2NA
C. 18g固态水(冰)中含有的氢键的数目为2NA
D. 25℃时,Ksp(AgI)=1.0×10-16,则AgI饱和溶液中Ag+数目为1.0×10-8NA
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【题目】现有常温下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1mol·L-1的NaOH溶液,乙为0.1mol·L-1的HCl溶液,丙为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液,试回答下列问题:
(1)甲溶液的pH=__。
(2)丙溶液中存在的电离平衡为__(用电离平衡方程式表示)。
(3)常温下,用水稀释0.1mol·L-1的CH3COOH溶液时,下列各量随水量的增加而增大的是__(填序号)。
①n(H+) ②c(H+) ③ ④c(OH-)
(4)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为___。
(5)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液,得到如图所示的两条滴定曲线,则a=__。
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