【题目】现将 2 mol 气体A 与 1 mol 气体B 充入一个体积不变的容器内,发生反应:2A+B C+3D+4E,达到平衡后气体A 的浓度减少一半,发现有液体生成,在相同的温度下测得反应 前后压强分别为 6.06×106 Pa 和 8.08×106 Pa,又测得反应共放出热量 Q kJ,下列说法正确的是( )
A. 该反应在任何温度下都可自发进行
B. 在上述平衡体系中再加入 1 mol A 和 0.5 mol B,平衡正向移动,A 的转化率增大
C. 该反应的热化学方程式为 2A(g)+B(g) C(g)+3D(l)+4E(g) ΔH= -Q kJ/mol
D. 上述反应达到平衡后,其他的条件不变的情况下,升高温度,压强一定增大
【答案】A
【解析】
恒温恒容条件下,反应前后气体总压强之比等于其物质的量之比,则反应后混合气体物质的量=×3mol=4mol,达到平衡时A的浓度减小一半,说明A的物质的量减小一半,即有1molA反应,则有0.5molB反应,生成0.5molC、1.5molD、2molE,故D为液体、C和E为气体。
A.该反应的焓变小于0,熵变大于0;
B.在上述平衡体系中再加入1molA和0.5molB,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
C.有1molA反应放出QkJ热量,则2molA完全反应放出2QkJ热量;
D.该反应中放出热量,则正反应是放热反应,反应前后气体压强增大,则反应前后气体物质的量之和增大。
恒温恒容条件下,反应前后气体总压强之比等于其物质的量之比,则反应后混合气体物质的量=×3mol=4mol,达到平衡时A的浓度减小一半,说明A的物质的量减小一半,即有1molA反应,则有0.5molB反应,生成0.5molC、1.5molD、2molE,故D为液体,C和E为气体。
A.该反应的焓变小于0,熵变大于0,则△G=△H-T△S<0,该反应在任何温度下都可自发进行,选项A正确;
B.在上述平衡体系中再加入1molA和0.5molB,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即逆向移动,A的转化率减小,选项B错误;
C.有1molA反应放出QkJ热量,则2molA完全反应放出2QkJ热量,且反应前后压强之比为3:4,气体的物质的量之比为3:4,D应该是液体,其热化学方程式为2A(g)+B(g) C(g)+3D(l)+4E(g)△H=-2QkJ/mol,选项C错误;
D.该反应中放出热量,则正反应是放热反应,反应前后气体压强增大,则反应前后气体物质的量之和增大,升高温度平衡逆向移动,气体的物质的量减小,根据PV=nRT可以判断,压强不一定增大,选项D错误;
答案选A。
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【题目】某同学要探究燃烧的条件和空气中氧气的含量,进行了如下实验。
(实验)
①检查装置的气密性,气密性良好。
②向A瓶中加满80℃热水,将盛有白磷的带孔燃烧匙快速浸没热水中,塞紧瓶塞,白磷不燃烧。
③打开K1、K2,从a口向A瓶中鼓入空气,待瓶中的液面低于燃烧匙底部时,关闭K1、K2。此时进入量筒B中水的体积为200mL,观察到A瓶中的白磷燃烧。
(1)对比步骤②和③的现象可知,可燃物燃烧的条件之一是___;白磷燃烧的反应方程式为_____。
(2)待装置冷却一段时间后,打开K2,如果观察到____,说明空气中氧气的体积约占1/5。如何确定此装置气密性良好?(忽略燃烧匙位置漏气情况)______。
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【题目】一种回收并利用含碘(I-)废液(废液中杂质沉淀后进入滤液中)的工艺流程如下:
(1)“沉淀”后滤渣为______________________(填化学式,其中滤渣中Cu元素为+1价)
(2)“氧化”反应的离子方程式为______________________。
(3)反应I中只生成化合物FexIy(其中I与Fe的质量比为127︰21),反应中铁屑是___________(填“氧化剂”“还原剂”或“催化剂”,下同),水是___________。反应消耗的铁与转移电子的物质的量之比为___________。
(4)反应Ⅱ的化学方程式为_________________________________。
(5)操作I除蒸发皿、酒精灯外还需用到的玻璃仪器有______________________。冰水洗涤的目的是_________________________________。
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【题目】已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4。现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线I为次氯酸稀释时pH变化曲线
B. 取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗次氯酸的体积较小
C. a点时,若都加入相同大小的锌粒,此时与氢氟酸反应的速率大
D. b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
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【题目】CH4、CH3OH既是重要的化工原料,又是未来重要的能源物质。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g) 通入容积为2L的反应室,在一定条件下发生反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),测得在5 min时达到平衡,CH4的平衡转化率为40%。则0~5 min内,用H2O表示该反应的平均反应速率为_________。
(2)一定条件下,将1.0 mol CH4与2.0 mol H2O(g)充入密闭容器中发生反应CH4(g)+H2O(g) CH3OH(g)+H2(g),下列措施可以提高化学反应速率的是___________(填选项序号)。
a.恒容条件下充入He b.增大体积
c.升高温度 d.投入更多的H2O(g)
(3)在恒容条件下进行反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),则下列实验事实可以作为判断该反应达到平衡状态标志的是___________(填选项序号)。
a.消耗1 mol CO2同时生成1 mol CH3OH b.容器内压强保持不变
c.混合气体的密度保持不变 d.CH3OH(g)的浓度保持不变
(4)以KOH为电解质的甲醇-空气燃料电池是一种高效、轻污染的车载电池,其工作原理如图。 回答下列问题:
①该原电池的正极是____(填“甲”或“乙”),电解过程中乙电极附近pH____(填“增大”或“减小”);
②负极的电极反应式________________________________。
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【题目】碱式氯化铜[CuaClb(OH)c·xH2O]是一种重要的无机杀虫剂,它可以通过以下步骤制备。步骤1:将铜粉加入稀盐酸中,并持续通空气反应生成CuCl2。已知Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如下图所示。步骤2:在制得的CuCl2溶液中,加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜。
下列有关说法正确的是
A. a、b、c 之间的关系式为:a=b+c
B. 图中M、N分别为Fe2+、Fe3+
C. 步骤1充分反应后,加入少量CuO是为了除去Fe3+
D. 若制备1 mol的CuCl2,理论上消耗11.2 LO2
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【题目】氯气是重要的基本化工原料,广泛用于化学、冶金、造纸、纺织、医药、石油等工业,以及饮用水消毒、污水处理等方面。
(1)实验室制取Cl2的反应方程式为:4HCl(浓)+MnO2 Cl2↑+MnCl2+2H2O。该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为_________;
(2)KMnO4和盐酸反应也可制取Cl2:
____KMnO4+____HCl=____KCl+____MnCl2+____Cl2↑+____H2O
请配平该反应方程式。当标准状况下有11.2L氯气生成时,该反应转移电子的数目为_____。
(3)用氯氧化法可处理含KCN的废水。液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成毒性仅为氰化物的千分之一的氰酸盐,氰酸盐再进一步被氧化为无毒物质。
①由反应KCN+2KOH+Cl2 = KOCN + 2KCl+H2O判断,氰酸盐KOCN中C元素的化合价为_________(已知反应前后氮元素化合价未改变);
②投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请用单线桥法标出电子转移的方向和数目:
2KOCN+4KOH+ 3Cl2 = 2CO2↑ + N2 ↑+6KCl + 2H2O
______________________________
③若某厂废水中含KCN的浓度为0.65g/L,处理上述废水20.0 L,使KCN完全转化为无毒物质,至少需液氯的物质的量为___________mol。
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【题目】研究煤的合理利用及CO2的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题:
Ⅰ.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131 kJ/mol
②CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH=a kJ/mol
查阅资料反应②中相关化学键键能数据如下表:
化学键 | C≡O | H-H | H-C | H-O |
E/(kJ/mol) | 1072 | 436 | 414 | 465 |
(1)则反应②中a=______。
(2)煤直接甲烷化反应C(s)+2H2 (g)CH4(g)的ΔH为______kJ/mol,该反应在______(填“高温”或“低温”)下自发进行。
Ⅱ.合成低碳烯烃
在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和2.5 mol H2,发生反应: 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-128 kJ/mol,测得温度对催化剂催化效率和CO2平衡转化率的影响如右图所示:
(3)图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但CO2的平衡转化率却反而降低,其原因是______。
(4)250℃时,该反应的平衡常数K值为______。
Ⅲ.合成甲醇
在恒温2 L容积不变的密闭容器中,充入1 molCO2和3 molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ,测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p后/p前)如下表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
p后/p前 | 0.90 | 0.85 | 0.82 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
(5)反应前1小时内的平均反应速率v(H2)为______mol/(L·h),该温度下CO2的平衡转化率为______。
Ⅳ.电解逆转化制乙醇
(6)科研人员通过反复实验发现:CO2可以在酸性水溶液中电解生成乙醇,则生成乙醇的反应发生在______极(填“阴”或“阳”),该电极的反应式为______。
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