某种发动机燃料由A、B两种物质混合而成,A、B两种物质含有C、H、O三种元素中的两种或三种。已知常温下A、B及CO、H2的燃烧热如下:
物 质 |
A |
B |
CO |
H2 |
燃烧热/kJ·mol-1 |
725 |
5518 |
283 |
286 |
A、B按不同比例混合的燃料91.2g,在足量的氧气中燃烧时,放出的热量Q与B的物质的量分数x的关系如右图。
(1)A、B的相对分子质量为A________,B_______。
(2)等物质的量的A、B混合的燃料73g,在160LO2中完全燃烧,得到104L气体,通过碱石灰吸收后剩余3.2L(气体体积均在标准状况下测定)。由此可推得混合物中N(C)∶N(H)∶N(O)=_____________________,A分子式为__________________,B分子式为__________________。
(3)1mol等物质的量的A、B混合的燃料,在一定量的氧气中燃烧,放出热量2980kJ,则反应中生成CO________ mol。
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作用。
(1)真空碳热还原一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Q_______0(填“>”或“<”)。
④在恒容绝热条件下,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2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(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
化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来,叫做反应热。由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热等。
(1)下列 △ H 表示物质燃烧热的是_______(填字母编号)。
(2)依据上述热化学方程式,稀硝酸与氢氧化钾溶液发生中和反应的热化学方程式为______________(其中热效应从上述 △H1~△H7尽中选取)。
(3)中和热的测定是高中化学的定量实验之一。50 mL0.50 mol/L 盐酸与 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。从实验装置上看,图中尚缺少的一种仪器是_______。大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值将会_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
二甲醚是一种重要的清洁燃料,可替代氟利昂作制冷剂,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用水煤气合成二甲醚,总反应为:
3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH=-246.4 kJ/mol
(1)在一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是________(填字母代号)。
a.降低温度 b.加入催化剂 c.缩小容器体积 d.增加H2的浓度 e.增加CO的浓度
(2)该反应的化学平衡常数表达式K=_______。
温度升高平衡常数_______(填“变大”、“变小”、“不变”)
(3)在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,在一定温度和压强下发生反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。
问:①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”),理由是。
②平衡时n(CH3OCH3)=________,平衡时CO的转化率为________。
③在该反应条件下能判断反应达到化学平衡状态的依据是________(填编号)。
A v(CO)=3v(CO2)B生成a mol CO2的同时消耗3a mol H2
C c(CO2)=c(CO)D混合气体的平均相对分子质量不变
E气体的密度不再改变F气体的总质量不再改变
医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0~8.5,以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是_________________。
(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2;②防止Ca2+在蒸发时水解;③________________________。
(3)测定样品中Cl-含量的方法是:A. 称取0.750 0 g样品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;B. 量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;C. 用0.050 00 mol· L-1 AgNO3
溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。
①上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有_______________________________。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为________________。
③若用上述办法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因是___________________;____________________。
偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l) = 2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是_____________________________。
(2)火箭残骸中常出现红棕色气体,原因为N2O4(g)2NO2(g)(Ⅱ),当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是____________。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”),反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol,则0~3 s内的平均反应速率v(N2O4)= ________mol·L-1·s-1。
(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时,将a mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_____________________(用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将_____________(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为___________mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 mol·L-1)