【题目】化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
(1)则NH3 (g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为______________________________。
(2)已知反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH =a kJ·mol-1。测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
温度(℃) | 500 | 700 | 900 |
K | 1. 00 | 1.47 | 2.40 |
①该反应的化学平衡常数K的表达式为____________,a________0(填“>”、“<”或“=”)。在500 ℃ 2 L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5 min后达到平衡时CO2的转化率为________,生成CO的平均速率v (CO)为__________________。
②700 ℃反应达到平衡后,要使反应速率增大且平衡向右移动,可采取的措施有____________________。
(3) 利用CO与H2可直接合成甲醇,下图是由“甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图,写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式_______________________,利用该电池电解1L 0.5mol/L的CuSO4溶液,当消耗560mLO2 (标准状况下),电解后溶液的pH=_______(溶液电解前后体积的变化忽略不计)。
【答案】 (1)2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s) △H =-134kJmol-1 (2分)
(2)①K =c(CO)/c(CO2) (1分); > (1分); 50% (1分) 0.2mol/(Lmin) (1分)
②增加 CO2 的量、升高温度 (2分)
(3)CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+ (2分) ; 1 (2分)
【解析】 (1)第一步反应的热化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(g) △H =-272kJmol-1 ,第二步反应的热化学方程式为: H2NCOONH4(g)
CO(NH2)2+ H2O(l)
△H =+138kJmol-1,上述两步反应相加,NH3 (g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s) △H =-134kJmol-1;
(2)①平衡常数表达式为:K =c(CO)/c(CO2) ;由于温度升高平衡常数增大,反应为吸热反应,a > 0;500 ℃时该反应的平衡常数为1,转化的 CO2为2mol,CO2的转化率为50% ,生成CO的平均速率v (CO)=2/(2×5)=0.2mol/(Lmin);
② 700 ℃反应达到平衡后,要使反应速率增大且平衡向右移动,可采取的措施有增加 CO2 的量或升高温度 ;
(3) “甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的正极是O2,负极是CH3OH,有质子交换膜是酸性电池,CH3OH 被氧化为CO2,根据化合价、电子守恒、电荷守恒,负极的电极反应式CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+;利用该电池电解1L 0.5mol/L的CuSO4溶液,当消耗560mLO2 (标准状况下),转移电子数为(0.56/22.4)×4=1mole-,生成H+1mol,c(H+)=1mol/L,pH=1。
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【题目】为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1
② C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5 kJ·mol-1和-283 kJ·mol-1
则2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的△H=_____kJ·mol-1
(2)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为________。
A.升高温度 B.加入NO C.加催化剂 D.降低温度
②该反应在第24 min时达到平衡状态,CO2的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数值为________(保留两位有效数字)。
(3)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收,若将一定量的SO2气体通入到300mL NaOH的溶液中,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,产生的气体与反应的HCl两者物质的量的关系如图所示(气体的溶解和HCl的挥发忽略,NaHSO3水溶液为酸性):
①O点溶液中所含溶质的化学式为_________________;
②a点溶液中各离子溶度大小关系为______________;
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【题目】下列有关钠及其化合物的说法不正确的是
A. 电解饱和食盐水可制取金属钠 B. 钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C. 氧化钠与水反应生成氢氧化钠 D. 钠可以从四氯化钛中置换出钛
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【题目】为除去混入CO2中的SO2和O2,下列试剂的使用顺序正确的是( )
①饱和Na2CO3溶液 ②饱和NaHCO3溶液 ③浓H2SO4溶液 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰
A.①③④ B.③④⑤
C.②④③ D.②③④
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【题目】用石灰水保存鲜蛋是一种化学保鲜法,石灰水能保存鲜蛋的原理是( )
A. 石灰水具有强碱性,杀菌能力强
B. Ca(OH)2能与鲜蛋呼出的CO2反应,生成碳酸钙薄膜,起保护作用
C. 石灰水是电解质溶液,能使蛋白质盐析
D. 石灰水能渗入蛋内,中和酸性物质
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【题目】化学与科学、技术、社会、环境关系密切,下列说法不正确的是( )
A.铝盐和铁盐都可用作净水剂
B.NH4Cl和ZnCl2溶液可用作焊接时的除锈剂
C.用牺牲镁块的方法防止地下钢铁管道的腐蚀
D.电解熔融氧化镁可以得到镁,电解熔融氯化镁不能得到镁
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【题目】在体积均为1.0L的量恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同温度下反应CO2(g)+c(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是( )
A.反应CO2(g)+c(s)2CO(g) △S>0、△H<0
B.体系的总压强P总:P总(状态Ⅱ)>2P总(状态Ⅰ)
C.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ)
D.逆反应速率V逆:V逆(状态Ⅰ)>V逆(状态Ⅲ)
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【题目】某化学学习小组在实验室模拟工业法制取Br2,装置如图所示。
(1)仪器M的名称是________。
(2)实验室制取Cl2在通入装置A之前_______(填“需要”或“不需要”)除杂。
(3)实验前检査装置气密性的方法是_______________。
(4)反应过程中Br2在装置B中与Na2CO3反应生成NaBr和NaBrO3。为使装置A中产生的Br2尽可能被吸收,可采取的合理措施是_____________。
(5)反应结束后,取下装置B,向装置B中加入稀H2SO4会生成Br2,该反应的离子方程式为______________。
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【题目】已知:A、B、C、D四种元素,原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素,B元素3p能级半充满;C是所在周期电负性最大的元素;D是第四周期未成对电子最多的元素。试回答下列有关的问题:
(1)写出D元素价电子的电子排布式:______________。
(2)D可形成化合物[D(H2O)6](NO3)3 。
①[D(H2O)6](NO3)3中阴离子的立体构型是_____________。NO3-中心原子的轨道杂化类型为__________。
②在[D(H2O)6] 3+中D3+与H2O之间形成的化学键称为______,1 mol [D(H2O)6] 3+ 中含有的σ键有________mol。
(3)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中________(填化学式)为非极性分子。另一种物质的电子式为_____________。
(4)由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。如下图所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图:
晶胞中距离一个A+最近的C-有________个,这些C-围成的图形是______________,若晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则A+的离子半径为________cm(用含NA与ρ的式子表达)。
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