I.将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。
请回答:
(1)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 |
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 |
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 |
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变 |
(2)反应进行到10 min时,共吸收热量11.38 kJ,则该反应的热化学方程式为 ;
(3)计算该反应的平衡常数K= 。
(4)反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9 mol/L。
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1 w2 (填“>”、“=”或“<”);
②请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和“Y”)。
II.(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示:
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”),该电极反应式为 。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mol e-,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是__________L。
铜、铝、硫及其它们的化合物应用广泛,如Cu可用作催化剂、制作印刷电路铜板等。
Ⅰ.铜的冶炼:工业上以辉铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。
火法炼铜的方程式为:,该工艺的中间过程会发生反应2Cu20+辉铜矿6Cu+ m↑,若反应每生成5.6 L(标准状况下)m气体.则转移电子的物质的量为。
Ⅱ.粗铜精炼:利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是。
A.电解时以精铜作阳极 |
B.电解时阴极发生氧化反应 |
C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu一2e—=Cu2+ |
D.电解后.电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 |
E.整个过程溶液中的Cu2+浓度减少
Ⅲ.铜及其化合物的性质探究:
将洁净的铜丝放在火焰上加热.并趁热插入到乙醇中,铜丝表面的现象为,
发生的反应为。
Ⅳ.无水氯化铝是一种重要的化工原料。利用明矾石:K2SO4·A12(SO4)3·2A1203·6H20]制备无水氯化铝的流程如下:
(1)验证焙烧炉产生的气体含有SO2的方法是。
(2)吸收焙烧炉中产生的S02,下列装置合理的是(填代号)。
(3)氯化炉中发生反应的化学反应方程式为。
(4)生产氯化铝的过程中会产生SO2、Cl2等大气污染物,若将二者按照一定比例通入水中可减少或消除污染。试设计简单实验检验二者是否恰好完全反应。(简要捕述实验步骤、现象和结论)。
仪器自选;可供选择试剂如下:①滴加酚酞的氢氧化钠溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液 ④品红溶液
(5)某实验小组设计了电化学方法进行二氧化硫的回收利用。利用电化学法将尾气中的SO2气体转化为 氮肥硫酸铵,模拟装置如图:
试写出SO2气体发生的电极反应式为。
选考[化学——物质结构与性质]由Cu、N、B、Ni等元素组成的新型材料有着广泛用途。
(1)基态 Cu+的最外层核外电子排布式为_________.
(2)研究者预想合成一个纯粹由氮组成的新物种 N5+N3-,若N5+ 离子中每个氮原子均满足8电子结构,以下有关N5+ 推测正确的是 ()
A.N5+有24个电子
B.N5+离子中存在三对未成键的电子对
C.N5+阳离子中存在两个氮氮三键
(3)化合物 是一种潜在的储氢材料,它可由六元环状化合物
。通过
制得。
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是_________(填标号)。
A.反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
B.CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是:正四面体形、V形、直线形
C.第一电离能:N>O>C>B
D.化合物A中存在配位键
②1个分子中有_________个
键。
(4)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。图(a)是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根离子符号为_________图(b)是硼砂晶体中阴离子的环状结构,其中硼原子采取的杂化类型为_________。
(5)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为acm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为_________(用含有a的代数式表示)。在一定温度下,Ni0晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为_________g(氧离子的半径为1. 40×10m,
≈l. 732)。
选考[化学——化学与技术]往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其应用范围。Mg(OH)2是一种常用的阻燃剂,生产工艺如下:
完成下列填空:
(1)精制卤水中MgCl2的与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁,反应的化学方程式为_________。
(2)合成反应后,继续在393K~523K下水热处理8h,发生反应:,水热处理后,进行过滤、水洗。水洗的目的是_________。
(3)阻燃型 Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是________。
(4)已知热化学方程式:
Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是_________。
等质量 Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果较好的是_________,原因是____________________。
(5)该工业生产的原料还可以用来提取金属镁。请设计提取金属镁的工艺流程(框内写产物名称,箭头上标明转化条件):
I.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为,则该电池的总反应式为_____________________。
Ⅱ.锂一黄铁矿高容量电池,由于其污染小、成本低、电容量大、黄铁矿储备丰富而有望取代目前市场的碱性电池。制取高纯度黄铁矿的工艺流程如下:
(1)已知:,为得到较纯的FeS沉淀,最好在FeCl2溶液中加入的试剂为_________(填序号)
A.(NH4)2SB.CuS C.H2SD.Na2S
(2)关于白铁矿与黄铁矿下列判断错误的是_____________(填序号)
A.属于同素异形体
B.因为晶体结构不同而导致性质有差别
C.黄铁矿比白铁矿更稳定
(3)反应Ⅲ制取 S22-时,溶液必须保持为碱性,除了S2- 与酸反应外,还有更重要的原因是(用离子方程式表示)___________________________.
(4)室温下,Li/FeS2二次电池所用的电解质是非水液体电解质,放电行为与温度有关。
①该电池电解质为非水液体电解质,原因是____________________________________.
②温度低时,锂与FeS2反应只生成A物质,产生第一次放电行为;温度升高,锂与A继续反应(产物之一为Fe),产生第二次放电行为。若二次行为均进行完全且放电量恰好相等。请写出化学反应方程式:
第一次放电:__________________;第二次放电:__________________________。
(5)制取高纯度黄铁矿的另一种方法是:以LiCl- KC1低共熔点混合物为电解质,FeS为阳极,Al为阴极,在适当的电压下电解。写出阳极反应式___________________________。
研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_________。
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式:_________ 。
(3)CO2和H2充人一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为_________。
(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(工、Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2。在O~15小时内,CH4的平均生成速率工、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为_________(填序号)。
(5)以为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__________________________________.
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,写出有关的离子方程式:________________________________。