氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是:
2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l) ΔH=-572kJ/mol
请回答下列问题:
(1)生成物能量总和 (填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
(2)若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量 (填“>”、“<”或“=”)572 kJ。
【化学—选修2:化学与技术】(15分)
I、污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是
A.氨水 | B.硫化氢气体 | C.硫酸钠溶液 | D.纯碱溶液 |
II、合成氨的流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是,;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式,
;
(2) 设备A中含有电加热器、触煤和热交换器,设备A的名称,其中发生的化学反应方程式为;
(3) 设备B的名称,其中m和n是两个通水口,入水口是(填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因;
(4) 设备C的作用;
(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g) ,已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于。
(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 , A是元素周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为。
⑵已知:
① E-E→2E H=+a kJ/mol;
② 2A→A-A H=-b kJ/mol;
③ E+A→A-E H=-c kJ/mol;
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式。
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g) H=-Q kJ/mol(Q>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验 |
甲 |
乙 |
丙 |
初始投料 |
2 mol A2、1 mol BC |
1 mol X |
4 mol A2、2 mol BC |
平衡时n(X) |
0.5 mol |
n2 |
n3 |
反应的能量变化 |
放出Q1kJ |
吸收Q2kJ |
放出Q3kJ |
体系的压强 |
P1 |
P2 |
P3 |
反应物的转化率 |
![]() |
![]() |
![]() |
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则A2的平均反应速率
v (A2)=。
② 计算该温度下此反应的平衡常数K =。
③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是(填字母)。
A.α1+α2=1 B.Q1+Q2=Q C.α3<α1
D.P3<2P1=2P2 E.n2<n3<1.0 mol F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1 L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。
⑷熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池,是未来民用发电的理想选择方案之一,其工作原理如图所示。现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。
(14分)制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,过程如下:
Ⅰ. 向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ. 向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ. 滤液用盐酸调节pH,获得第一次精制盐水。
(1)过程Ⅰ除去的离子是______。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20 ℃/g)如下表,请依据表中数据解释下列问题:
CaSO4 |
Mg2(OH)2CO3 |
CaCO3 |
BaSO4 |
BaCO3 |
2.6×10-2 |
2.5×10-4 |
7.8×10-4 |
2.4×10-4 |
1.7×10-3 |
①过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2的原因为___________________________________。
②过程II之后检测Ca2+、Mg2+及过量Ba2+是否除尽时,只需检测Ba2+即可,原因是____________。
(3)第二次精制要除去微量的I-、IO3-、NH4+、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
① 过程Ⅳ除去的离子有______、_______。
② 盐水b中含有SO42-。Na2S2O3将IO3-还原为I2的离子方程式是___________________________。
③ 过程VI中,产品NaOH在电解槽的__________区生成(填“阳极”或“阴极”),该电解槽为______离子交换膜电解槽(填“阳”或“阴”)。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH="-99" kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示_________、_________,E的大小对该反应的反应热有无影响?_________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?_________,理由是__________________;
(2)图中ΔH=_________kJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒氧化物VO2;四价钒氧化物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_____________________________;
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______(要求计算过程)。
下表为元素周期表中的一部分.用化学式或元素符号回答下列问题:
IA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
VA |
ⅥA |
ⅦA |
0 |
|
2 |
⑥ |
⑦ |
||||||
3 |
① |
③ |
⑤ |
⑧ |
⑩ |
|||
4 |
② |
④ |
⑨ |
(1)10种元素中,化学性质最不活泼的是__________(填元素名称)。
(2)在①②⑤的最高价氧化物的水化物中,碱性最强的是__________(填化学式)。
(3)元素⑦的常见的氢化物的化学式为____,该氢化物常温下和元素②的单质反应的离子方程式是:_______________________,该氢化物与元素⑧的单质反应的离子方程式是___________________________。
(4)①和⑨的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为___________和_______。
(5)①和⑤最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为__________________
(6)⑧与⑨分别与H2形成的氢化物的稳定性:__________,(用化学式表示)最高价氧化物对应的水溶液的酸性:_______________。(用化学式)