有一硫酸和硝酸的混合溶液,取出20mL,加入足量BaCl2溶液,经过滤、洗涤、烘干后得沉淀9.32g;滤液与4.0mol/L的氢氧化钠溶液35mL恰好完全中和。试求:
(1)原混合溶液中硫酸和硝酸的物质的量浓度。
(2)另取10mL原溶液,加入0.96g铜粉共热,生成一氧化氮的体积为多少?
(3)另取10mL原溶液,加入1.92g铜粉共热,,至少还要向反应后的溶液中加入多少毫升1mol/L硫酸才能将铜粉恰好完全溶解?
汽车内燃机工作时产生的电火花和高温会引起反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),导致汽车尾气中的NO和NO2对大气造成污染。
(1)在不同温度(T1,T2)下,一定量的NO分解产生N2和O2的过程中N2的体积分数随时间t变化如右图所示。根据图像判断反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)为_________反应(填“吸热”或“放热”),随着温度的升高,该反应的平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”,平衡向________移动(填“向左”“向右”或“不”)。
(2)某温度时,向容积为1L的密闭容器中充入5mol N2与2.5molO2,发生N2(g)+O2(g)=2NO(g)反应,2min后达到平衡状态,NO的物质的量为1mol,则2min内氧气的平均反应速率为_________,该温度下,反应的平衡常数K=________。该温度下,若开始时向上述容器中加入的N2与O2均为1mol,则N2的平衡浓度为_______mol/L。
(3)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如右图所示。
写出上述变化中的总化学反应方程式:________________________________________。
(4)用催化还原
的方法也可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ/mol
写出CH4还原NO2至N2的热化学方程式_______________________________________。
研究碳及其化合物的性质对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1中以CO2表示的反应速率为_____________(保留2位小数);
②该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应;
③实验2的平衡常数为___________________________。
(2)已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式_______________________________。
(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,实验室用如图装置模拟该过程,其原理是:通电后,Co2+被氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把甲醇氧化成CO2而除去(Co3+的还原产物是CO2+)。
①写出阳极电极反应式_______________________________________________________________ ;
②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________________________________。
碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ·mol-1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ·mol-1
反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H="Q" kJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(min) 浓度(mol/L) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
NO |
1.00 |
0.68 |
0.50 |
0.50 |
0.60 |
0.60 |
N2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
CO2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=,T1℃时,该反应的平衡常数K=;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是(填字母编号)。
a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
b.反应体系的温度不再发生改变
c.混合气体的密度不再发生改变
d.反应体系的压强不再发生改变
(3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示:
请写出该电池正极反应式;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH=(不考虑溶液体积的变化)。
金属铜的导电性仅次于银,大量用于电气工业。
(1)写出铜的基态原子价电子电子排布式________。
(2)铜的某种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示,该氯化物的化学式为__________。
(3)向氯化铜溶液中加入过量浓氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]Cl2晶体。氨分子中N原子的杂化方式为__________。上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有________和_____________。
(4)NH3的沸点比pH3大,其原因是________________________________。
硫元素的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)400℃,1.01×Pa下,容积为1.0L的密闭容器中充入0.5molSO2, (g)和0.3 molO2 (g),发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H=-198kJ/mol。反应中n(SO3)和n(O2)随时间变化的关系如右图所示
。反应的平衡常数K=_______;0到10 min内用SO2表示的平均反应速率_________。根据图中信息,判断下列叙述中正确的是_____(填序号)。
A.a点时刻的正反应速率比b点时刻的大 |
B.c点时刻反应达到平衡状态 |
C.d点和e点时刻的c(O2)相同 |
D.若5 00℃,1.01×105Pa下,反应达到平衡时,n( SO3) 比图中e点时刻的值大 |
(2)用NaOH溶液吸收工业废气中的SO2,当吸收液失去吸收能力时,25℃时测得溶液的pH=5.6,溶液中Na+,H+, HSO3-,SO32-离子的浓度由大到小的顺序是__________________。
(3)可通过电解法使(2)中的吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极),其工作示意图如下:
HSO3-在阳极室反应的电极反应式为________________________,阴极室的产物_________________。