【题目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如图所示,用离子方程式表示海水呈弱碱性的主要原因______________________。已知春季海水pH=8.1,预测冬季海水碱性将会_______(填“增强”或“减弱”),理由是_________________。
(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH<0,在容积为1L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是________(填字母)。
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.c点状态下再通入1molCO和4molH2,新平衡中H2的体积分数增大
D.a点状态下再通入0.5molCO和0.5molCH3OH,平衡不移动
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如下图所示:
①NO的作用是_________________。
②已知:O3(g)+O(g)===2O2(g) ΔH=-143kJ·mol-1
反应1:O3(g)+NO(g)===NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.2kJ·mol-1 。
反应2:热化学方程式为____________________________。
(4)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8kJ·mol -1,反应达到平衡时,N的体积分数随n(CO)n(NO)的变化曲线如下图。
①b点时,平衡体系中C、N原子个数之比接近________。
②a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为________;b、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为__________。
③若n(CO)n(NO)=0.8,反应达平衡时,N的体积分数为20%,则NO的转化率为_____。
【答案】HCO3-+H2O=H2CO3+OH-; 减弱; 水解是吸热的,温度越低,水解程度越低; D; 催化剂; NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) △H=+57.2 kJ/mol; 1:1; c<b<a; b=c>d; 60%。
【解析】
(1)本小题考察盐类水解,水解平衡为吸热反应,冬天温度降低,水解平衡逆向移动,溶液碱性减弱;
(2)根据图中n(H2)/n(CO)越大,即增大氢气浓度,平衡正向移动,CO的转化率增大;根据图中关系,当n(H2)/n(CO)一定时,温度升高,CO转化率变大,反应正方向为吸热反应,与题意反应是放热反应像违背;利用反应平衡常数,在此基础上再加入反应物质,可求出Qc,比较Qc与K即可推断出平衡是否移动。
(3)通过图示,不难得到NO起着催化剂的作用,根据盖斯定律,可以得到反应2的热化学方程式;
(4)当反应物按化学计量数之比加入时,平衡时的N2的体积分数最大,所以b点的平衡体系中C、N原子个数比接近1:1;根据反应是放热反应,当n(CO)/n(NO)一定时,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数变小,CO的转化率变小;列出三段式即可求出NO的转化率。
(1)海水呈弱碱性的主要原因是HCO3-+H2O=H2CO3+OH-;春季海水pH=8.1,水解平衡为吸热反应,冬天温度降低,水解平衡逆向移动,溶液碱性减弱;
(2) A.根据图中n(H2)/n(CO)越大,即增大氢气浓度,平衡正向移动,CO的转化率增大,而氢气转化率变小,图中CO转化率c>b,所以氢气转化率b>c;a、b两点的n(H2)/n(CO)相同,CO转化率越大,氢气的转化率越大,所以a>b。综上氢气的转化率为a>b>c;A项错误;
B.根据图中关系,当n(H2)/n(CO)一定时,温度升高,CO转化率变大,反应正方向为吸热反应,与题意反应是放热反应像违背;所以温度T1<T2<T3;B项错误;
C.c点状态下再通入1molCO和4molH2,等效平衡在原平衡的基础上压强增大一倍,正方向为气体体积减小的反应,故平衡正向移动,新平衡中H2的体积分数减小,C项错误;
D.T1温度下,a点n(H2)/n(CO)=1.5,列出三段式: ,T1温度下的平衡常数K=
=4,再通入0.5molCO和0.5molCH3OH,Qc=
=4,所以平衡不移动,D项正确;
(3)反应①是臭氧在NO作用下生成二氧化氮和氧气,二氧化氮在氧原子作用下生成NO和氧气,反应过程中NO参与反应后又生成,所以NO作用为催化剂;
根据盖斯定律两个热化学反应相减可得到反应2的热化学方程式:NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) △H=+57.2kJ/mol;
(4)①当反应物按化学计量数之比加入时,平衡时的N2的体积分数最大,所以b点的平衡体系中C、N原子个数比接近1:1;
②增大n(CO)/n(NO),CO转化率降低,所以a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为c<b<a;平衡常数只与温度有关,所以b、c点的平衡常数相同,反应放热,升温平衡正向移动,N2的体积分数减小,所以T1>T2,d点平衡常数小于b、c点,所以b、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为b=c>d;
③若n(CO)n(NO)=0.8,反应达平衡时,N的体积分数为20%,令平衡时CO转化了xmol,列出三段式: ,N的体积分数为
=20%,解得x=0.6,所以CO转化率为0.6/1=60%。
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【题目】下列说法或表示方法正确的是( )
A. 等物质的量的硫蒸气和固体硫分别完全燃烧,前者放出热量多
B. 由C(石墨)=C(金刚石) △H =+1.90 kJ/mol可知,金刚石比石墨稳定
C. 在101kPa时,2g氢气完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △H=-285.8kJ/mol
D. 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0 反应为熵增反应,任何温度下能自发进行
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【题目】氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。一种实验室制备氮气的方法是:NH4Cl+NaNO2=NaCl+2H2O+N2↑ 。反应发生后即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全。下列说法正确的是
A.该反应只有在低温下才能自发进行
B.NH4Cl的电子式:
C.元素的电负性:Cl>O>H
D.①和②示意图表示的钠原子,电离出最外层一个电子所需要的能量:①>②
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【题目】工业上以软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2)为原料制取金属锰的工艺流程如下:
(1)写出“浸渣”中主要成分的用途 ________(写出两条)。
(2)滤渣1的主要成分是 ________(用化学式表示)
(3)经检测“浸取液”中无Fe2+,“浸取”时MnO 2发生反应的离子方程式为 ________。
(4)写出“沉锰”操作中发生反应的离子方程式:________。
(5)将“酸溶”后的溶液作为电解液,用下图1装置电解,应采用 ______(填“阴”或“阳”)离子交换膜,阳极的电极反应式为________。
(6)为充分利用“滤渣1”,需测定滤渣中铝元素的含量,设计以下方案。
①将ag滤渣处理成xmL溶液。
②取少量①中溶液用EDTA滴定测得溶液中Fe3+ 、Al3+ 的浓度之和为ymmol·L-1 。
③另取少量①中溶液将Fe3+ 用盐酸羟胺(在溶液中可完全电离出NH3OH+与Cl- )还原为Fe2+,离子方程式为 ________;
④将③所得溶液利用吸光度法测得其吸光度为0.400(吸光度与Fe2+的浓度关系如上图2所示)。该样品中铝元素的质量分数为 _________(用含字母的表达式表示)。
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【题目】某校化学兴趣小组探究恒温(98℃)下乙酸乙酯制备实验中硫酸浓度对酯化反应的影响探究。实验得到数据如下表(各组实验反应时间均5分钟):
下列关于该实验的说法不正确的是
A.乙酸乙酯制备实验中起催化作用的可能是H+
B.浓硫酸的吸水作用、乙酸乙酯的蒸出均可以使酯化反应正向移动
C.浓硫酸和水以体积比约2∶3混合催化效果最好
D.⑤⑥⑦组可知c(H+)浓度越大,反应速率越慢
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【题目】对可逆反应2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
③压缩容器增大压强,平衡不移动,气体密度不变
④恒温恒压时,充入惰性气体,平衡不移动
⑤加入催化剂,B的平衡转化率提高
A.①②B.②C.①③D.②④
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【题目】2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)中的资源,部分流程如图:
已知:Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3。部分物质的溶解度(S)如表所示:
T/℃ | S(Li2CO3)/g | S(Li2SO4)/g | S(Li3PO4)/g | S(LiH2PO4)/g |
20 | 1.33 | 34.2 | 0.039 | 126 |
80 | 0.85 | 30.5 | —— | —— |
(1)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理,筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是__________。
A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电,否则在后续处理中,残余的能量会集中释放,可能会造成安全隐患。
B.预放电时电池中的锂离子移向负极,不利于提高正极片中锂元素的回收率。
C.热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。
(2)写出碱溶时主要发生反应的离子方程式:________。
(3)为提高酸浸的浸出率,除粉碎、搅拌、升温外,还可采用的方法有______。(写出一种即可)
(4)酸浸时产生标况下3.36 L NO时,溶解LiFePO4________mol(其他杂质不与HNO3反应)。
(5)若滤液②中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等体积的Na2CO3后,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%,计算滤液③中c(CO32-)=__________mol/L。
(6)流程中用“热水洗涤”的原因是________。
(7)工业上将回收的Li2CO3、FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4,写出反应的化学方程式:_________。
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【题目】合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成甲醇、二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1 kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247.3 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3
请回答下列问题:
(1)在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示:
则反应前5min的平均反应速率v(H2)=______。10min时,改变的外界条件可能是_______(填代号)。
A.压缩体积 B.增大体积 C.升高温度 D.加入催化剂
(2)如图所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变。
已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图像如图所示,请在图中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像_______。
(3)反应③中△H3=________。800℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是________(填代号)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断
(4)800K时向下列三个密闭容器中各充入2 mol H2、1 mol CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H<0,若三容器初始体积相同,甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变,丙容器维持绝热,三容器各自建立化学平衡。
甲. 乙.
丙.
①达到平衡时,平衡常数K(甲)________K(乙);K(乙)________K(丙)(填“>”、“<”或“=”)。
②达到平衡时H2的浓度c(H2)(甲)________c(H2)(乙);c(H2)(乙)________c(H2)(丙)(填“>”、“<”或“=”)。
(5)在以甲醇为燃料的电池中,电解质溶液为碱性,负极的电极反应式为_________,甲醇应用于燃料电池比甲醇直接用作燃料燃烧的优点是_______(回答一条即可)。
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【题目】25℃时,下列说法正确的是 ( )
A.pH=2的醋酸溶液与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合,混合后溶液pH=7
B.碳酸钠溶液中:2c(Na+) =c(CO32-)+c(HCO3-) +c(H2CO3)
C.将0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液与pH=1的稀硫酸等体积混合,混合后的溶液pH=7
D.pH相同的醋酸钠溶液、苯酚钠溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液c(CH3COONa)>c(Na2CO3) >c(C6H5ONa ) >c(NaOH )
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