一定量的氢气在氯气中燃烧,所得混合物用100mL 4.00mol/L的NaOH溶液(密度为1.20g/mL)恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO的物质的量为0. 0800mol。(以下计算要有计算过程)
(1)求原NaOH溶液的质量分数为多少?
(2)求所得溶液中Cl-的物质的量。
(3)所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比为多少?
碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ·mol-1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ·mol-1
反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H="Q" kJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(min) 浓度(mol/L) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
NO |
1.00 |
0.68 |
0.50 |
0.50 |
0.60 |
0.60 |
N2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
CO2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=,T1℃时,该反应的平衡常数K=;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是(填字母编号)。
a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
b.反应体系的温度不再发生改变
c.混合气体的密度不再发生改变
d.反应体系的压强不再发生改变
(3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示:
请写出该电池正极反应式;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH=(不考虑溶液体积的变化)。
金属铜的导电性仅次于银,大量用于电气工业。
(1)写出铜的基态原子价电子电子排布式________。
(2)铜的某种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示,该氯化物的化学式为__________。
(3)向氯化铜溶液中加入过量浓氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]Cl2晶体。氨分子中N原子的杂化方式为__________。上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有________和_____________。
(4)NH3的沸点比pH3大,其原因是________________________________。
硫元素的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)400℃,1.01×Pa下,容积为1.0L的密闭容器中充入0.5molSO2, (g)和0.3 molO2 (g),发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H=-198kJ/mol。反应中n(SO3)和n(O2)随时间变化的关系如右图所示
。反应的平衡常数K=_______;0到10 min内用SO2表示的平均反应速率_________。根据图中信息,判断下列叙述中正确的是_____(填序号)。
A.a点时刻的正反应速率比b点时刻的大 |
B.c点时刻反应达到平衡状态 |
C.d点和e点时刻的c(O2)相同 |
D.若5 00℃,1.01×105Pa下,反应达到平衡时,n( SO3) 比图中e点时刻的值大 |
(2)用NaOH溶液吸收工业废气中的SO2,当吸收液失去吸收能力时,25℃时测得溶液的pH=5.6,溶液中Na+,H+, HSO3-,SO32-离子的浓度由大到小的顺序是__________________。
(3)可通过电解法使(2)中的吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极),其工作示意图如下:
HSO3-在阳极室反应的电极反应式为________________________,阴极室的产物_________________。
工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备无水AlCl3的流程如下
已知:AlCl3,FeCl3,分别在183℃、315℃升华
(1)在焙烧炉中发生反应:
①Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g)△H=-492.7kJ/mol
②3CO(g)+ Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g)△H=+25.2kJ/mol
反应2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)△H=___________kJ/mol。
(2)①Al2O3,Cl2和C在氯化炉中高温下发生反应,当生成1molAlCl3。时转移______mol电子;炉气中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其离子方程式为:____________________________。在温度约为700℃向升华器中加入铝粉,发生反应的化学方程式为_______________。充分反应后温度降至____________以下(填“183℃、315℃之一),开始分离收集AlCl3。
②将AlCl3· 6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏,也能得到一定量的无水AlCl3,此原理是利用浓硫酸下列性质中的____(填字母序号)。
①氧化性②吸水性③难挥发性④脱水性
a.只有① b.只有② c.只有②③ d.只有②③④
(3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料,海水为电解质溶液,构成电池的其正极反应式 ________;与铅蓄电池相比.释放相同电量时,所消耗金属电极材料的质量比m(Al):m(Pb)=_________________。
化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
(1)合成氨用的氢气有多种制取方法:请你写出用C制备水煤气的化学反应方程式。还可以由天然气或重油制取氢气:CH4+H2O(g) 高温催化剂CO+3H2;比较以上两种方法转移6mol电子时,C和CH4的质量之比是。
(2)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为。
(3)已知反应Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g)△H=akJ/mol。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:
①该反应的化学平衡常数表达式K=,a0(填“>”、“<”或“:”)。在500℃2L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5min后达到平街时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,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有(填字母)。
A.缩小反应器容积 | B.增加Fe的物质的量 |
C.升高温度到900℃ | D.使用合适的催化剂 |