[选修2—化学与技术]
20—Ⅰ下列有关海水综合利用的说法正确的是 。
A.电解饱和食盐水可制得金属钠 | B.海带提碘只涉及物理变化 |
C.海水提溴涉及到氧化还原反应 | D.海水提镁涉及到复分解反应 |
20—Ⅱ
铁在自然界分别广泛,在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题:
(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示。原料中除铁矿石和焦炭外含有 。除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2)的化学反应方程式为 、 ;高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和 (填化学式)。
(2)已知:①Fe2O3 (s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
③C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH=-110kJ·mol-1
则反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)的ΔH= kJ·mol-1。理论上反应 放出的热量足以供给反应 所需的热量(填上述方程式序号)
(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺,其流程如图(b)所示,其中,还原竖炉相当于高炉的 部分,主要反应的化学方程式为 ;熔融造气炉相当于高炉的 部分。
(4)铁矿石中常含有硫,使高炉气中混有SO2污染空气,脱SO2的方法是 。
(Ⅰ).A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中C、F分别是同一主族元素,A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种元素原子核中质子数之和少2,F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。又知B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍,E元素的最外层电子数等于其电子层数。请回答:
(1)1 mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物反应生成两种盐和水,完全反应后消耗后者的物质的量为 。
(2)A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子,甲有18个电子,乙有10个电子,则甲与乙反应的离子方程式为 ;
(3)科学研究证明:化学反应热只与始终态有关,与过程无关。单质B的燃烧热为a kJ/mol。由B、C二种元素组成的化合物BC 14g完全燃烧放出热量b kJ,写出单质B和单质C反应生成BC的热化学方程式: ;
(4)工业上在高温的条件下,可以用A2C与BC反应制取单质A2。在等体积的I、II两个密闭容器中分别充入1 molA2C和1mol BC、2 mol A2C和2 mol BC。一定条件下,充分反应后分别达到平衡(两容器温度相等)。下列说法正确的是 。
A.达到平衡所需要的时间:I>II
B.达到平衡后A2C的转化率:I=II
C.达到平衡后BC的物质的量:I>II
D.达到平衡后A2的体积分数:I<II
(5)用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极浸入由A、C、D三种元素组成化合物的溶液中构成电池,则电池负极反应式为 。
(Ⅱ).A、B、C、D、E、F是短周期元素组成的中学常见的物质,他们的转化关系如图所示(部分反应条件略去):
(1)若所有转化都是非氧化还原反应,B、D、E含有同种金属元素,F为强碱(部分产物略去),则B+D→E的离子方程式为 ,C为同周期元素构成的1:1型化合物,则C的电子式为 。
(2)若A、D、F为单质,B、C、E为化合物,B为两种非金属元素所组成的化合物,则E的化学式为 。A+B→C+D的化学方程式为 。
在500℃时,将足量的A固体投入2.0L真空密闭容器中,发生A(s)2B(g)+C(g)反应,测得气体C随时间的浓度变化如图所示:
(1)已知该反应只有高温下能自发进行,则该反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在上述反应条件下,从反应开始到平衡,用V(B)= mol·L-1·min-1,500℃时的平衡常数K= ;
(3)在反应温度和容器体积不变的条件下,下列能说明上述反应达到平衡状态的是 ;
A.混合气体的压强保持不变 B.气体C的体积分数保持不变
C.混合气体的密度保持不变D.B的正反应速率等于C的逆反应速率
(4)在500℃时,上述反应达到平衡后,在8min时将容器体积迅速压缩为1.0L,反应在12min建立新的平衡,画出8~15min内C气体物质的量浓度随时间变化的示意图。
能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答:
(1)已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO+2H2=CH3OH。则H2与CO反应生成CH3OH的热化学方程式为: 。
(2)如图为某种燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。 ①使用时,空气从 口通入(填“A”或“B”);
②假设使用的“燃料”是甲醇,a极的电极反应式为:
③假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H2)用这种电池电镀铜,待镀金属增重6.4 g,则至少消耗标准状况下水煤气的体积为 。
(10分)常温下,向25mL 0.1mol/L MOH溶液中逐滴加入0.2mol/L HA溶液,曲线如图所示(体积变化忽略不计).回答下列问题:
(1)写出MOH的电离方程式:__________________
(2)MOH与HA恰好完全反应时,溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”),理由是(用离子方程式表示):__________;此时,混合溶液中由水电离出的c(H+)_________0.2mol/L HA溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”“<”或“=”).
(3)写出B点,混合溶液中各离子浓度的大小关系B点____________.
(4)D点时,溶液中c(A﹣)+c(HA)__________2c(M+)(填“>”、“<”或“=”).
(11分)已知某气体反应的平衡常数可表示为K=,该反应在不同温度下的平衡常数:400℃,K=32;500℃,K=44.
请回答下列问题:
(1)写出上述反应的化学方程式______________________________.
(2)该反应的正反应是__________反应(填“放热”或者“吸热”),
(3)已知在密闭容器中,测得某时刻各组分的浓度如下:
①此时系统温度400℃,比较正、逆反应速率的大小:v正__________v逆(填“>”、“<”或“=”).
②若以甲醇百分含量为纵坐标,以温度为横坐标,此时反应点在图象的位置是图中___________点.比较图中B、D两点所对应的正反应速率B__________D(填“>”、“<”或 “=”).理由是__________.
(4)一定条件下要提高反应物的转化率,可以采用的措施是__________
a.升高温度 b.加入催化剂 c.压缩容器的体积
d.增加水蒸气的浓度 e.及时分离出产物