二氧化氯(ClO2)是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂,是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO2的方法很多,NaClO3和NaClO2是制取ClO2的常见原料。
完成下列填空:
(1)以下反应是制备ClO2的一种方法:H2C2O4 + 2 NaClO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 CO2↑ + 2 ClO2↑ + 2 H2O,上述反应物中属于第三周期的元素的原子半径大小顺序是__________;其中原子半径最大元素的原子,其核外有 种不同能量的电子。
(2)ClO2的分子构型为“V”形,则ClO2是______________(选填“极性”、“非极性”)分子,其在水中的溶解度比氯气__________(选填“大”、“小”、“一样”)。
(3)ClO2具有强氧化性,若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2的___________倍(保留2位小数)。
(4)若以NaClO2为原料制取ClO2,需要加入具有________(填“氧化”、“还原”)性的物质。
(5)工业上将氯碱工业和制取NaClO3联合进行。研究发现,电解时,不同反应环境下的总反应分别为:
4 NaCl + 18 H2O → 4 NaClO3 + 3 O2↑+ 18 H2↑(中性环境)
NaCl + 3 H2O → NaClO3 + 3 H2↑(微酸性环境)
①电解时,氢气在__________极产生。
②更有利于工业生产NaClO3的反应环境是___________,理由__________________。
“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol相关数据如下
容器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
1molCO2(g)和3molH2(g) |
1molCH3OH和1molH2O(g) |
平衡时c(CH3OH) |
c1 |
c2 |
平衡时能量变化 |
放出29.4kJ |
吸收akJ |
请回答:①c1_________c2(填“>”“<”或“=”),a=_________;
②若甲中反应10s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是______mol/(L·s)-1;
(2)压强为p1时,向体积为1L密闭容器中充入bmolCO和2bmolH2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图1所示,请回答:
①该反应属于_____(填“吸”或“放”)热反应,p1_____p2(填“>”“<”或“=”)
②100℃时,该反应的平衡常数K=_____(用含b的代数式表示)。
(3)治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H<0 ;在恒温容的密闭容器中通入n(NO):n(CO)=1:2的混合气体,发生上述反应,下列图象说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是_____。
自然界中氮元素有多种存在形式。
(1)合成氨反应的化学方程式是_________________。
(2)NH3在一定条件下可被氧化.
已知:ⅰ.4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1269kJ/mol
ⅱ.
①断开1mol H-O 键与断开 1mol H-N 键所需能量相差约_________kJ;
(3)下图是某压强下,N2与H2按体积比1:3投料时,反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线.其中一条是经过一定时间反应后的曲线,另一条是平衡时的曲线.
②H-O 键比H-N键(填“强”或“弱”)_____;
①图中b点,v(正)_____v(逆).(填“>”、“=”或“<”)
②图中a点,容器内气体n(N2):n(NH3)=_____。
(4)水中的氨在微生物作用下可被氧化为亚硝酸,其化学方程式是_______________。
(5)电解法能将碱性溶液中的NO2-转化为N2而除去,其电极反应式是_______________。
Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)25℃时将氯气溶于水形成氯气-氯水体系,该体系中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图1所示.
①已知HClO的杀菌能力比ClO-强,由图分析,用氯气处理饮用水时,pH=7.5与 pH=6时杀菌效果强的是_________________。
②氯气-氯水体系中,存在多个含氯元素的平衡关系,分别用平衡方程式表示为__________。
(2)ClO2是一种新的消毒剂,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,写出该反应的化学方程式_________________。
(3)工业上还可用下列方法制备ClO2,在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3,然后与盐酸反应得到ClO2.电解时,在______极(填阴或阳)生成,生成ClO3-的电极反应式为_________。
(4)一定条件下,在水溶液中 1mol Cl-、1mol ClOx-(x=1,2,3,4)的能量大小与化合价的关系如图2所示
①从能量角度看,C、D、E中最不稳定的离子是_________________(填离子符号)。
②B→A+D反应的热化学方程式为_________________(用离子符号表示)。
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是AgNO3溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴石蕊试液,则:
①电解池中Y电极上的电极反应式为 ;在Y电极附近观察到的实验现象是 ;检验该电极反应产物的方法是 。
②X电极上的电极反应式为 。
(2)如要用电解方法精炼粗镍,电解液a选用Ni(NO3)2溶液,则:①X电极的材料是 ,电极反应式为 。
②Y极的材料是 ,电极反应式为 。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)。
某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验 序号 |
时 间 浓度 温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
1 |
800℃ |
1.0 |
0.80 |
0.67 |
0.57 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
2 |
800℃ |
c2 |
0.60 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
3 |
800℃ |
c3 |
0.92 |
0.75 |
0.63 |
0.60 |
0.60 |
0.60 |
4 |
820℃ |
1.0 |
0.40 |
0.25 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2=____________mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是___________。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3_______v1(填>、=、<),且c3_______1.0 mol/L(填>、=、<)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是________反应(选填吸热、放热)。理由是