甲、乙为单质,丙、丁为化合物,它们之间存在如下图所示的转化关系。
(1)若甲、乙均为非金属,丙为氧化物,则:
①乙为氧化产物时,乙可能是________(填一种物质的化学式),按照元素周期表推测,此时反应物甲可能是________(填一种物质的化学式);
②乙为还原产物时,丁所属的物质类别是________。
(2)若该转化关系为我国古代湿法冶炼金属乙的原理,写出此反应的化学方程式________。若该转化关系为高温火法冶炼金属乙的原理,且同时生成的丁是一种有刺激性气味的气体,则丙可能为________(填一种物质的化学式)。
用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。
(1)研究表明反应A通过如下图所示的催化剂循环实现。
反应①为:2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(g) ΔH1
反应②生成1molCl2(g)的反应热为ΔH2,则A反应的反应热表示为 。(用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,且部分化学键断裂示意图如下:
①H2O的电子式是 ,反应A的热化学方程式是 。
②断开1 mol H—O键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为 kJ,H2O中H—O 键比HCl中H—Cl键 (填“强”或“弱”)。
(3)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的ɑHCl—T曲线如上图所示,若压缩体积使压强增大,画出相应ɑHCl—T曲线的示意图,并简要说明理由 。
甲醇既是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-99 kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2="—58" kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为 。下图中能正确反映该反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填“a”或“b”),其判断理由是 。
(2)合成气的组成时,体系中的CO平衡转化率(a)随温度升高而减小,分析其主要原因有:反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;还有 。
(3)若在一定条件下,容积恒定为VL的反应室中充入amolCO与2amolH2,在催化剂作用下仅发生反应①,下列措施一定使c(CH3OH)/c(CO)增大的是 (填字母)。
A.升高温度 | B.充入Ar(g)使体系的总压增大 |
C.恒温恒容再充入H2 | D.恒温恒容再充入a mol CO和2a mol H2 |
白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3,在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物,再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离。
已知:碳化反应是放热反应,化学方程式Ca(OH)2+Mg(OH)2+3CO2CaCO3+Mg(HCO3)2+H2O。完成下列填空:
(1)Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性 (填“强”或“弱”)
Ca(OH)2的溶解度比Mg(OH)2的溶解度 (填“大”或“小”)。
(2)碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应,原因是 、 (至少写2点)。温度偏低也不利于碳化反应,原因是 。
(3)已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示,在10min到13min之内钙离子的反应速率为 。用化学方程式表示15min之后钙离子浓度增大的原因 。
利用化学反应原理解决下列问题。
(1)在CuCl2水溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝)+4Cl—[CuCl4]2—(绿)+4H2O,请写出一个能使黄绿色CuCl2溶液向蓝色转化的操作是 。
(2)将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了 。
(3)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应: △H="+124" kJ·mol-1,工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。
在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,说明水蒸气的加入相当于 (填“加压”或“减压”)的效果。
②控制反应温度为600℃的理由是 。
(6分)饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,某兴趣小组提出以下两种方案:
a.在微碱性条件下,用Fe(OH)2还原NO3-,还原产物为NH3;
b.在碱性条件下,用铝粉还原NO3-,还原产物为N2。
(1)方案a中,生成34g NH3的同时生成__________mol Fe(OH)3。
(2)方案b中发生的反应如下(配平该反应离子方程式):
______Al+______NO3-+______OH-===______AlO2-+______N2↑+______H2O
(3)方案b中,当有0.15 mol电子转移时,生成的氮气在标准状况下的体积为_________mL。