(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向。右图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①写出1 moL HCHO生成CO的热化学方程式: 。
②CH3OH与O2在有催化剂作用下反应,产物中HCHO比率大大提高的原因是 。
(2)①一定温度下,将N2H4与NO2以体积比为1:1置于10 L定容容器中发生反应
2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(l) ΔH<0
下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a.混合气体密度保持不变 b.3v正(NO2)=2v逆(N2)
c.N2H4与NO2体积比保持不变 d.体系压强保持不变
②在某温度下,5L密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量变化如下表:
物质的量/mol 时间 |
n (N2H4) |
n (NO2) |
n (N2) |
起始 |
2.0 |
3.0 |
0 |
第2min |
1.5 |
a |
0.75 |
第4min |
1.2 |
b |
1.2 |
第6min |
1.0 |
c |
1.5 |
第7min |
1.0 |
c |
1.5 |
请画出该反应中n(NO2)随时间变化曲线,并画出在第7min分别升温、加压、加催化剂的情况下n(NO2)随时间变化示意图。计算该温度下反应的平衡常数K(保留2位有效数字,写出计算过程)。
(3)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,制取Cu2O的方法有:
①加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为 。
②用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑,如图所示。该电解池的阳极反应式为 。
直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:____________________________。
(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是__________________________。
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO)∶n(HSO
)变化关系如下表所示:
n(SO![]() ![]() |
91∶9 |
1∶1 |
9∶91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
①由上表判断,NaHSO3溶液显________性,用化学平衡原理解释__________________。
②当吸收液呈中性时,下列溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。
a. c(Na+)=2c(SO)+c(HSO
)
b. c(Na+)>c(HSO)>c(SO
)>c(H+)=c(OH-)
c. c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(HSO
)+c(OH-)
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
① HSO在阳极放电的电极反应式是。
② 当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理_______________。
银铜合金广泛应用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为 ;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为。
(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO + Al2O3Cu AlO2 + ↑
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为______mol CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、、过滤、洗涤和干燥。
氢气是一种清洁能。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是。
(2)第II步为可逆反应。在800℃时,若CO的起始浓度为2.0 mol/L,水蒸气的起始浓度为3.0 mol/L,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol/L,则此反应的平衡常数为,随着温度升高该反应的化学平衡常数的变化趋势是。
(3)在恒温恒容密闭容器中进行的第II步反应,下列说法中能表示达到平衡状态的是_______(填序号)。
a.四种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
b. 单位时间内断开amol H-H键的同时断开2a mol O-H键
c. 反应容器中放出的热量不再变化
d. 混合气体的密度不再发生变化
e. 混合气体的压强不再发生变化
(4)某温度下,第II步反应的平衡常数为K=1/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是。
起始浓度 |
甲 |
乙 |
丙 |
c(H2O)/ mol/L |
0.010 |
0.020 |
0.020 |
c(CO)/ mol/L |
0.010 |
0.010 |
0.020 |
A. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B. 平衡时,甲中和丙中H2O的转化率均是25%
C. 平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.015mol/L
D. 平衡时,乙中H2O的转化率大于25%
卤化物和卤酸盐在工业生产中有着重要的作用。某小组为探究其中一些盐的性质,查阅资料并进行实验。查阅资料如下:
①BrO3- + 6I- + 6H+ = 3I2+ Br-+ 3H2O
② 2BrO3- + I2= 2IO3- + Br2
③ IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2+ 3H2O
④ 2IO3- + 10Br-+ 12H+ = I2+ 5Br2+ 6H2O
实验如下:
步骤 |
现象 |
ⅰ. 向盛有30 mL 0.2 mol·L-1KI溶液的锥形瓶中依次滴入几滴淀粉溶液和足量稀硫酸,再用滴定管逐滴加入KBrO3溶液 |
随着KBrO3溶液的滴入,溶液由无色变为蓝色并逐渐加深,最终保持不变 |
ⅱ. 继续向上述溶液中滴入KBrO3溶液 |
溶液的蓝色逐渐褪去 |
请回答:
(1)步骤ⅰ开始时发生的反应如资料①所示,溶液中I-完全被氧化时转移mol e-,该反应中硫酸表现出的化学性质是。
(2)上述资料中的反应(填序号)可表示步骤ⅱ中的反应,通过该反应(填“能”或“不能”)说明碘的非金属性强于溴,原因是。
(3)根据资料中的反应①~④并结合所学知识,判断IO3-、BrO3-、I2、Br2的氧化性由强到弱的顺序是;KBrO3溶液与KBr溶液在酸性条件下反应的离子方程式是。
(4)若用y表示锥形瓶中含碘物质的物质的量,用x表示所滴入KBrO3的物质的量,在图中画出上述整个实验过程中y随x的变化曲线(要求:在图中标出终点坐标)。
MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的(写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式是
[ ]+ [ ]ClO3— + [ ]= [ ]MnO2↓ + [ ]Cl2↑ + [ ]。
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、、。已知蒸发得到的固体中含有NaClO3和NaOH,则一定还含有(写化学式)。
(4)若粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,经过滤得到8.7g MnO2,并收集到0.224L CO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要mol NaClO3。