(15分) 2013年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:ΔH<0。在一定温度下,在一个体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO,在t1时刻达到平衡状态。
①能判断该反应达到平衡状态的标志是 。
A.在单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO |
B.混合气体的密度不再改变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
D.混合气体的压强不再变化 |
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在下图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有 、 。(写出2个)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,其反应C(g) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1
①该反应在 下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为 。[已知:Ka1(H2S)=9.1×10-8,Ka2(H2S)=1.1×10-12;Ka1(H2CO3)=4.3×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6×10-11]
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需的时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1条件下平衡常数K= (保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是 。
③该反应的ΔH 0 (填“<”或“>”);若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入l0mol CO、5mo1 H2O、2mo1 CO2、5mol H2,则此时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
8分)一定条件下经不同的化学反应,可以实现图示变化,A为酸式盐;B为无色无味气体;无色气体D可使红色石蕊试纸变蓝;X、F和Y为气体单质,且Y为有色气体,F为空气的主要成分之一;G为正盐,G和无色气体M在溶液中可反应生成B。
(1)写出下列物质的化学式:A; Y.
(2)写出反应②的离子方程式
(3)写出反应③的化学议程式
(4)常温下PH=10,体积均为100mL的D、W两溶液与M反应,消耗的M的物质的量关系
D W(填“大于”“ 小于”或“等于”)
(18分)1.已知一般钾盐均为可溶性的强电解质。在某溶液中可发生下列反应:
(1)试将上述反应改写成离子议程式
(2)该离子反应的平衡常数表达式为:K=;
(3)在水溶液中为红色,
在水溶液中为黄色。某条件下该反应建立平衡后,体系为两种离子的混合液,颜色为橙色。
若加水将其稀释,溶液颜色将偏(红、黄)原因是;
若在在上述平衡体系的溶液中中加入硫酸钾固体体系颜色有何变化?为什么?
Ⅱ.固定和利用,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用
来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:
某科学实验将6mol和8molH
充入一容积为2L的密闭容器中,测得H
的物质的量随时间变化如右图中实线所示(
图中字母后数字表示对应的坐标):
问题:
(1)由图分析,在下列时间段内反应速率最快的时间段是(填答案编号)。
a.0~1min b.1~3min c.3~8min d.8~11min
(2)仅改变某一条件再进行实验,测得H的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,曲线Ⅰ改变的条件可能是,曲线Ⅱ改变的条件可能是
。
(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是(填答案编号)
a.容器内压强不再改变 b.容器内气体的密度不再改变
c.容器内气体平均摩尔质量不再改变 d.容器内各物质的物质的量相等
三氯化铁是中学化学实验室中必不可少的重要试剂。某同学利用废铁屑(含少量铜等不与盐酸反应的杂质)来制备FeCl3·6H2O,该同学设计的实验装置如图所示,A中放有m克废铁屑,烧杯中盛有过量的稀硝酸,实验时打开a,关闭b,从分液漏斗内向A中加过量的稀盐酸,此时溶液呈浅绿色,再打开b进行过滤,过滤结束后,取烧杯内溶液倒人蒸发皿加热,蒸发掉部分水并使多余HNO3分解,再降温结晶得FeCl3·6H2O晶体。
填写下列空白:
(1)如何检查装置A的气密性:。
(2)滴加盐酸时,发现反应速率较之同浓度盐酸与铁粉反应要快,其原因是。
(3)将烧杯内溶液用蒸发、浓缩、再降温结晶法制得FeCl3·6H2O晶体,而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由。
(4)用该法制得的晶体中往往混有Fe(NO3)3,为了制得较纯净的FeCl3·6H2O,可将烧杯内的稀硝酸换成。
(5)若要测废铁屑的纯度,可测出从B处放出气体的体积,测量气体体积时,需待气体冷却至室温时进行,现有下列装置测定从B处放出气体的体积(忽略导管在量筒中所占的体积),应选用(填序号),理由是。
“氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ.实验测得,1g氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为_______。(填序号)
A.2H2(g)+O2(g) ![]() |
B.H2(g)+1/2 O2(g) ![]() |
C.2H2+O2![]() |
D.H2(g)+1/2 O2(g) ![]() |
Ⅱ.某化学家根据“原子经济”的思想,设计了如下制备H2的反应步骤
①CaBr2+H2OCaO+2HBr②2HBr+Hg
HgBr2+H2
③HgBr2+___________________ ④2HgO
2Hg+O2↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式:____________。
根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点:______________。
Ⅲ.利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程,其中用了过量的碘。(提示:反应②的产物是O2、SO2和H2O)
完成下列反应的化学方程式:
反应①__________________________;反应②__________________________。
此法制取氢气的最大优点是_______________________________________________。
Ⅳ.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g); △H<0。
在850℃时,K=1。
(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K______1(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0molH2O、1.0mol CO2和 x mol H2,则:
①当x=5.0时,上述平衡向___________(填正反应或逆反应)方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是__________。
(3)在850℃时,若设x=5.0 mol和x=6.0mol,其它物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a _______b(填“大于”、“小于”或“等于”)。
Ⅴ.氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和单质铜。
(1)现有8克氧化铜被氢气还原后,得到红色固体6.8克,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是;
(2)若将6.8克上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤,可得到固体g;
(3)若将6.8克上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应,
①生成标准状况下1.568升的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是,其物质的量之比是;
②把得到的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体23.68g。经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中。求所得晶体的化学式
甲状腺激素对于人和高等动物具有极其重要的生理作用,下图是关于碘及其化合物与甲状腺素的转化网络图示。
(1)请写出在强酸性条件下,由KI和KIO3反应制得I2的离子方程式:。
(2)上述图示中,碘元素发生氧化反应的过程有(填序号)。
(3)制备KIO3的方法较多:利用③的原理是I2在一定条件下还原KclO3,写出该反应的化学方程式:。
(4)利用①的原理是以石墨为阳极,不锈钢为阴极,K1溶液为电解质溶液(混有K2Cr2O7)电解,总反应方程式为
试写出阴极反应方程式:。