(每空2分,共6分)热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量,叫做焓变,其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关,也与反应物和生成物的键能有关。
(1)如下图Ⅰ所示表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:________________________。
(2)图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在热力学标准态下,发生分解反应的热化学方程式:_________________________________________________。
(3)已知:
①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g);
ΔH=-25 kJ·mol-1,
②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g);
ΔH=-47 kJ·mol-1,
③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g);
ΔH=19 kJ·mol-1
请写出CO还原FeO的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(1)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.4kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
写出当有1molCO反应时,理论上CO(g)还原FeO(s)所吸收的能量是:
(2)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。某同学设计了三组实验,实验条件已经填在下面实验设计表中。2NO + 2CO⇋N2 + 2CO2 △H< 0
实验编号 |
T(℃) |
NO初始浓度 (mol/L) |
CO初始浓度 (mol/L) |
催化剂的比表面积(m2/g) |
Ⅰ |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
82 |
Ⅱ |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
124 |
Ⅲ |
350 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
124 |
①以上三组实验的实验目的是 。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的第三个实验条件
下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图。
(3)汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时,向5L密闭容器中充入8mol N2和9molO2,5min后达平衡时NO物质的量为6mol,计算该条件下的平衡常数K及N2的转化率(写出计算过程)。
这个方法合成托品酮,在有机合成史上具有重要意义。
已知:碳碳双键上的羟基不稳定。
(1)下列说法,不正确的是 。
A.1mol化合物Ⅲ最多能和3molH2发生加成反应 |
B.1mol化合物Ⅰ发生银镜反应时,将生成2molAg |
C.化合物Ⅰ经加成后可以和氢溴酸反应 |
D.1mol化合物Ⅲ最多能与2molNaOH反应 |
(2)化合物Ⅳ的分子式是: 1mol该物质完全燃烧消耗的氧气 mol(假设燃烧后氮元素的存在形式为氮气)
(3)合成化合物Ⅲ可以由;由丙酮与光气反应制得,则此反应属于 反应,丙酮的一种同分异构体Ⅵ能与钠反应产生氢气,它的结构简式是: ;要催化氧化的条件下,化合物Ⅵ可以氧化成能发生银镜反应的化合物Ⅶ,该反应的方程式是 (不用注明反应条件)
(4)上述的化合物Ⅶ再氧化后,所得的产物与乙醇反应,所得的产物经加聚后得到高分子化合物Ⅷ的结构简式是: 。
铝是自然界中含量最高的金属元素,以铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、SiO2)为原料通过以下途径制备氯化铝晶体:
(1)X是__________(填名称)。
(2)已知Y是氧化铝,目的是调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在_______范围。
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
|
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
Al3+ |
4.0 |
5.2 |
(3)检验滤液C中既不存在Fe2+又不存在Fe3+的操作步骤是: (注明试剂、现象)。
(4)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为 (填代号)。
(5)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。电镀是钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。不用AlCl3水溶液作电解液的原因是 。
近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用越来越广泛。
(1)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,焦炭、天然气(主要成分为CH4)、重油、煤在高温下均可与水蒸气反应制得合成气。已知某反应的平衡常数表达式为:K=,它所对应的化学方程式为: 。
(2)甲醇是一种重要的化工原料,在日常生活中有着广泛的应用。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
在以上制备甲醇的两个反应中:反应Ⅰ优于反应Ⅱ,原因为_________________。
(3)在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下,将1molCO(g)和2molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图所示。
根据题意回答下列问题:
①正方应是______反应(填“放热”或“吸热”);500℃时平衡常数K= 。
②在300℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
③若其它条件不变,对处于Z点的体系,将体积压缩至原来的1/2,达到新的平衡后,下列有关该体系的说法正确的是 。
a.氢气的浓度与原平衡比减少 b.正、逆反应速率都加快
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2) /n(CH3OH)增大
④据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,原因是: (写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)。
(3)甲烷是一种清洁能源,也可用于燃料电池。某甲烷燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料做电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见下图)。A物质的化学式是_________;该原电池的负极反应式可表示为 。
短周期元素A、B、C在周期表中所处的位置如表所示。A、B、C三种元素原子的质子数之和为37,回答下列问题:
(1)与A元素同周期且金属性最强的元素原子的结构示意图为 。实验室可用无水乙醇处理少量残留的该金属单质,化学方程式为________________,该反应的基本反应类型是_________。
(2)列举一个事实说明C非金属性强于A: ______________(用化学方程式表示)。要清洗附着在试管壁是的C单质,可选用的试剂是___________。
(3)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=akJ·mol-1;②CO2(g) +C(s)=2CO(g) △H=b kJ· mol-1;③A(s)+ O2(g)=AO2(s)△H=ckJ·mol-1。工业上生产A的热化学方程式为____________(用相应的符号表示,下同)。
(4)NaBO2是B元素形成的一种含氧酸盐,某同学把新制的氯水加到NaBO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成B的另一种含氧酸盐NaBO3和HCl,请写出反应的离子方程式:_______________。
(5)已知饮用水中的BO3- 对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中BO3-的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将BO3-还原为B2,请配平化学方程式:
10Al+6NaBO3 + 4NaOH + 18H2O=□ ________ + 3B2↑。
若生成标况下的B2体积为5.6L,则反应过程中转移电子的物质的量为________。