利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤,已知
SO2(g)+O2(g)
SO3(g)△H=-98 kJ·mol-1。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol
SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v正 v逆(填“<”、“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为 。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是 (填字母)。
A保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2
B保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3
C降低温度
D移动活塞压缩气体
(4)若以右图所示装置,用电化学原理生产硫酸,写出通入O2电极的电极反应式为 。
(5)为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为 。
氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。请按要求回答下列相关问题:
(1)食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温可分解,下列关于其分解产物的预测不合理的是_____。
A.NH3、N2、SO2、H2O B.NH3、SO3、H2O
C.NH3、SO2、H2O D.NH3、N2、SO3、SO2、H2O
(2)汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO,其能量变化示意图为_____
则该反应的热化学方程式为_________________________。
(3)工业合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,分别在T1、T2温度下,改变起始氢气物质的量,测得平衡时氨的体积分数如图所示:
①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是________点。
②T2条件下,在2 L的密闭容器中,充入x mol N2和y mol H2时,3 min达平衡,此时反应物的转化率均为a,写出下列仅含a、x的表达式(不必化简):v(N2)=_______;该反应的平衡常数的值K =_______。
③图像中T2________T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)。
④科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,这提高了氮气和氢气的转化率。写出电化学合成过程中发生还原反应的电极方程式:___________________________________。
(4)将质量相等的四份铁粉和铜粉的均匀混合物,分别加入同浓度稀硝酸充分反应,(假设硝酸的还原产物只有NO)实验数据如下表:
编 号 |
① |
② |
③ |
④ |
稀硝酸体积/mL |
100 mL |
200 mL |
300 mL |
400 mL |
剩余金属/g |
18.0 g |
9.6 g |
0 |
0 |
NO体积/L(标准状况下) |
2.24 L |
4.48 L |
6.72 L |
V |
下列有关分析推断正确的是____________。
A.硝酸起始浓度为4 mol/LB.①中溶解了5.6 g Fe
C.③中n(Cu2+) =" 0.15" mol D.④中V =" 6.72" L
钠及其化合物具有广泛的用途。
(1)工业上制备金属钠的常用方法是____________。试写出制备金属钠的化学方程式。金属钠可用于(写出Na在熔点低方面的一种用途)。
(2)用Na2CO3熔融盐作电解质,CO、O2、CO2为原料可组成新型电池。该电池的结构如图所示:
①正极的电极反应式为___________,电池工作时物质A可循环使用,A物质的化学式为_____________。
②请写出检验Na2CO3中钠元素的方法。
(3)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表:
溶质 |
CH3COONa |
Na2CO3 |
NaClO |
NaCN |
pH |
8.8 |
11.6 |
10.3 |
11.1 |
上述盐溶液的阴离子中,结合H+能力最强的是,根据表中数据,浓度均为0.01 mol·L-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的是_______(填序号)。
a.HCN b.HClO c.CH3COOHd.H2CO3
(4)实验室中常用NaOH来进行尾气处理、洗气和提纯。
①常温下,当300 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液吸收4.48 L(折算成标准状况)SO2时,所得溶液pH>7,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________________。
②已知几种离子开始沉淀时的pH如下表:
离子 |
Fe2+ |
Cu2+ |
Mg2+ |
pH |
7.6 |
5.2 |
10.4 |
当向含相同浓度Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加某浓度的NaOH溶液时,________(填离子符号)先沉淀,Ksp[Fe(OH)2]______Ksp[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”)。
如下表所示为元素周期表的一部分,参照元素①~⑦在表中的位置,请回答下列问题:
族 周期 |
IA |
0 |
||||||
1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
|
2 |
② |
③ |
||||||
3 |
④ |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
(1)③、④、⑦的原子半径由大到小的顺序为(用元素符号表示)。
(2)⑥和⑦的最高价含氧酸的酸性强弱为(用酸的化学式表示)。
(3)①、②两种元素按原子个数之比为1:1组成的常见液态化合物,在酸性溶液中能将Fe2+氧化,写出该反应的离子方程式 ;
(4)由表中元素形成的物质可发生如图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体,D溶液显碱性。
①写出D溶液与G反应的化学方程式。
②写出检验A溶液中溶质的阴离子的方法。
③常温下,若电解1L0.1 mol·L-1的A溶液,一段时间后测得溶液pH为12(忽略溶液体积变化),则该电解过程中转移电子的物质的量为。
④写出过量的E与F溶液中溶质反应的离子方程式。
(5)由②、④、⑥元素组成的化合物W(在酸性溶液中发黄,W还原性较强),在溶液中易被⑦的单质氧化,该反应的离子方程式为 。
高铁酸盐是一种强氧化剂,在能源、环保等方面均有广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸钾的原理如下表所示:
湿法 |
强碱介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应得到紫红色高铁酸盐溶液 |
干法 |
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾(K2FeO4)和KNO2等产物 |
(1)某工厂用湿法制备高铁酸钾的流程如图所示:
①反应I的化学方程式为。
②反应Ⅱ的离子方程式为。
③已知25℃时Fe(OH)3的Ksp=4.0×10—38,反应Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10—5mol·L—1.则需调整pH=时,开始生成Fe(OH)3沉淀(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠溶液中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。
①已知高铁酸钠和水反应,有Fe(OH)3和O2生成,则高铁酸钠的氧化性比O2(填“强”或“弱”)。
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠(填“大”或“小”)。
(3)高铁酸钾是一种理想的水处理剂,其处理水的原理为。
(4)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
液晶高分子材料应用广泛。新型液晶基元——化合物Ⅳ的合成线路如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为________,1 mol化合物Ⅰ最多可与________mol NaOH反应。
(2)CH2=CH—CH2Br与NaOH水溶液反应的化学方程式为(注明条件)______________。
(3)化合物Ⅰ的同分异构体中,苯环上一溴代物只有2种且能发生银镜反应的化合物有多种,写出其中一种同分异体的结构简式____________________。
(4)下列关于化合物Ⅱ的说法正确的是_______(填字母)。
A.属于烯烃 | B.能与FeCl3溶液反应显紫色 |
C.一定条件下能发生加聚反应 | D.能使溴的四氯化碳溶液褪色 |
(5)反应③的反应类型是________。在一定条件下,化合物也可与Ⅲ发生类似反应③的反应生成有机物Ⅴ。Ⅴ的结构简式是__________。