在2.00L的密闭容器中,反应2A(g)B(g)+ C(g)分别在三种不同实验条件下进行,但起始浓度相同,均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.020mol/L及c(C)=0.020mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示:
请回答下列问题:
(1)以下说法能说明该反应已达到平衡状态的是: (填序号)
①c(A):c(B):c(C)=2:1:1
②v(A)=" 2" v(B)
③体系的压强不再改变
④A的质量分数不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
(2)根据实验③回答:反应开始到4.0min时反应物A的转化率为 ,
B平均反应速率为 。
(3)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件是:
② ;③ 。
(4)实验①条件下该反应的化学平衡常数值是 。若实验①到达平衡后,维持体系温度不变,往容器中再投入0.028mol B和0.028mol C,求新平衡时体系中A的物质的量浓度。(写出计算过程)
目前雾霾现象较严重,某些燃料的过度使用是原因之一,有人提出二甲醚是一种重要的清洁燃料。工业上可利用煤的气化产物合成二甲醚。请回答下列问题:
(1) 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g); ΔH=-90.8kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g); ΔH=-23.5kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g); ΔH=-41.3kJ·mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= ;
(2)工业上还可利用上述反应中的CO2和H2合成二甲醚反应如下:
6H2(g)+2CO2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示:
①该反应的平衡常数表达式为 。
②若升高温度,则平衡向 反应方向移动(填“正”或“逆”)
③一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应.下列能判断反应
达到化学平衡状态的是 (选填编号)。
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变b.单位时间内有2molH2消耗时有t molH2O生成
c.容器中气体密度不再改变d.容器中气体压强不再改变
(3) 氢能源是理想的能源,是治理雾霾现象的途径之一。
①用丙烷和水为原料在电催化下制氢气,同时得到一种含有单三元环的环氧化合物A,该反应的化学方程式为 ; 该反应也可生成A的同分异构体——另一种环氧化合物B,B的核磁共振氢谱为下图中的 (填“a”或“b”)。
②已知叠氮酸(HN3)不稳定,同时也能与活泼金属反应,反应方程式为:
2HN3=3N2↑+H2↑
2HN3+Zn=Zn(N3)2+H2↑
0.2mol HN3与一定量Zn完全反应,在标准状况下生成6.72L气体,其中被金属锌还原HN3物质的
量为 。
硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的,主要成分是 SiO2和有机质,并含有少量的Al2O3、Fe2O3、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)3的工艺流程。
(1)粗硅藻土高温煅烧的目的是 。
(2)反应Ⅱ中加入过量氢氧化钠的作用是 。
(3)反应Ⅲ中生成Al(OH)3沉淀的离子方程式是 ;氢氧化铝常用作阻燃剂,其原因是 。
(3)实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下:
步骤1:准确称取样品a g,加入适量KOH固体,在高温下充分灼烧,冷却,加水溶解。
步骤2:将所得溶液完全转移至塑料烧杯中,加入硝酸至强酸性,得硅酸浊液。
步骤3:向硅酸浊液中加入NH4F溶液、饱和KCl溶液,得K2SiF6沉淀,用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4:将K2SiF6转移至另一烧杯中,加入一定量蒸馏水,采用70 ℃水浴加热使其充分水解(K2SiF6+3H2O=H2SiO3+4HF+2KF)。
步骤5:向上述水解液中加入数滴酚酞,趁热用浓度为c mol·L-1 NaOH的标准溶液滴定至终点,消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中如何判断固体反应完成?请设计实验说明 。
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是 。
③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀,其目的是 。
④样品中SiO2的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为 。
过碳酸钠(xNa2CO3·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定:①准确称取2.3840g样品,配制成100ml溶液A 。②准确量取25.00 ml溶液A,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.788g。③准确量取25.00 ml溶液A,加入适量稀硫酸酸化后,用0.06400mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00 ml。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:
2MnO4-+5H2O2+6H+=4Mn2++8H2O+5O2↑
(1)滴定操作时高锰酸钾溶液应装在 (酸式或碱式)滴定管;滴定终点的现象是
(2)向上述滴定后的溶液中,加入氢氧化钠溶液可得白色沉淀,后立即被空气中的氧气氧化成棕色的 MnO(OH)2,其总反应的离子方程式为: 。
(3)通过计算确定过碳酸钠的组成(写出计算过程)。
CaCl2常用于冬季道路除雪,建筑工业的防冻等,实验室常用作干燥剂。工业上常用大理石(含有少量Al3+、Fe2+、Fe3+等杂质)来制备。下图为实验室模拟其工艺流程:
已知:常温下,溶液中的Fe3+、Al3+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为:3.7,4,9.7。
(1)写出反应Ⅰ中主要反应的离子方程式: 。
(2)反应Ⅱ中的化学方程式: 。
(3)反应Ⅲ中必须控制加入Ca(OH)2的量,使溶液的pH约为8.0,此时沉淀a的成分为: ,若pH过大,则可能发生副反应的离子方程式: 。
(4)实验用所示装置进行反应Ⅰ时,利用制取CO2进行有关性质实验,
①若烧杯中溶液为硅酸钠,则实验现象为
②若烧杯中溶液为偏铝酸钠溶液,一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少,可采取的改进措施是 。
铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是 。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是 。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口 (填写“A”或“B”)导出。