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【题目】“电化学”与人类生产和生活密不可分。
(1)如图为相互串联的甲、乙两个电解池,试回答下列问题。
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①甲池若为用电解原理精炼铜的装置,A极电极反应式为___________。
②乙池中若滴入少量酚酞溶液,开始一段时间后,____电极附近呈红色(填“铁”或“碳”)。
③甲池若为用电解原理精炼铜的装置,阴极增重12.8 g时,则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________(不考虑气体溶解情况)。
(2)肼(N2H4)—空气燃料电池是一种环境友好型碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为_______。
(3)人工肾脏可用电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2],原理如图。
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①阳极反应生成的氯气将尿素氧化而得以除去,试写出该反应的化学方程式________________。
②电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将________(填增大、减小或不变);若两极共收集到气体13.44 L(标况),则除去的尿素为________ g(忽略气体的溶解)。
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【题目】反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:
温度(绝对温度) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
(1)计算温度为973K时,反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) K=__________;
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应。
①该反应能够自发进行的原因是________。
②下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
A.降低温度
B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出来
D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
③在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2)=2.4 mol;其他条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2)=0.82 mol,则T2________T1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)某实验将一定量的CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应:CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示,回答问题:
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①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物 投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、 c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的浓度相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为________。
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【题目】镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题:
(1)基态 Ni 原子中,电子填充的能量最高的能级符号为_________,价层电子的轨道表达式为_________。
(2)Ni的两种配合物结构如图所示:![]()
A B
①A 的熔、沸点高于B的原因为_________。
②A晶体含有化学键的类型为___________(填选项字母)。
A.σ键 B.π键 C.配位键 D.金属键
③A晶体中N原子的杂化形式是_________。
(3) 人工合成的砷化镍常存在各种缺陷,某缺陷砷化镍的组成为Ni1.2As, 其中 Ni 元素只有+2 和+3 两种价态, 两种价态的镍离子数目之比为_________。
(4) NiAs的晶胞结构如图所示:
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①镍离子的配位数为_________。
②若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为 ρ g·cm-3,则该晶胞中最近的砷离子之间的距离为_________pm。
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【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式_________________________________。
(2)利用CO2及H2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:
甲:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1
乙:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2和H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) | 综合选项 |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1molCO和2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。
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①0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。
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【题目】(1)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律,写出298K时由石墨和H2(g)生成乙炔的反应的热化学方程式__________________。
(2)化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷(P4)和P4O6的分子结构如下图所示;现提供以下化学键的键能:P-P 198kJ·mol-1、P-O 360kJ·mol-1、氧气分子内氧原子间的键能为498kJ·mol-1。则P4(s)+ 3O2(g) ==P4O6(s)的反应热H为______。
(3)下图是一个电化学过程的示意图。
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请回答下列问题:
①图中甲池是_______(填“原电池”或“电解池”)。
②A(石墨)电极的名称是_______(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)。
③写出通入CH3OH的电极的电极反应式:__________________。
④乙池中反应的化学方程式为______________________,当乙池中B(Ag)极质量增加5.4 g,甲池中理论上消耗O2的体积为_________L(标准状况)。
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【题目】反应N2O4(g)2NO2(g)△H=+57kJmol﹣1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示.下列说法正确的是
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A. A、C两点的反应速率:A>C
B. A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C. A、B两点气体的平均相对分子质量:A>B
D. B、C两点化学平衡常数:B<C
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【题目】海藻中含有丰富的碘元素(以I形式存在)。实验室中提取碘的流程如下:
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(1)实验操作③的名称是________,所用主要仪器名称为________。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是________(填序号)。
A.酒精(沸点78 ℃) B.四氯化碳(沸点77 ℃)
C.甘油(沸点290 ℃) D.苯(沸点80 ℃)
(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气),为消除此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量________(填序号)溶液,反应的离子方程式___________________。
A.KIO3 B.HClO C.KI D.Br2
(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_________________。
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【题目】一定条件下存在反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)△H>0;向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量C和H2O,各容器中温度、反应物的起始量如表,反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
容积 | 0.5 L | 0.5 L | V |
温度 | T1℃ | T2℃ | T1℃ |
起始量 | 2 molC 1 molH2O | 1 molCO 1 molH2 | 4 molC 2 molH2O |
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A. 甲容器中,反应在前15 min的平均速率v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B. 丙容器的体积V>0.5L
C. 当温度为T1℃时,反应的平衡常数K=2.25
D. 乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.4 mol,则T1<T2
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【题目】一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示反应X+2Y
2Z一定达到化学平衡状态的是
A. Z(气体)的浓度不再发生变化 B. X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
C. 容器气体的总压强不再发生变化 D. 单位时间内生成n mol Z,同时消耗2n mol Y
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