【題目】I.某反應(yīng)在體積為5L的恒容密閉的絕熱容器中進(jìn)行,各物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化情況如下圖所示(已知A、B、C均為氣體)。
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。
(2)反應(yīng)開始至2分鐘時(shí),B的平均反應(yīng)速率為______________。
(3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________。
A.υ(A)=2υ(B) B.容器內(nèi)氣體密度不變 C.υ逆(A)=υ正(C)
D.各組分的物質(zhì)的量相等 E. 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
(4)由圖求得平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________。
II.已知甲烷燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4+2O2CO2+2H2O,若以4mol/L 500mL KOH(aq)為電解質(zhì)溶液,將其設(shè)計(jì)為原電池,則
(1)其正極電極方程式為___________。
(2)至某時(shí)刻溶液中c(CO32-)=1mol/L,則導(dǎo)線上通過的電子的物質(zhì)的量為_____,此時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH4體積_____ L 。(假設(shè)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能;溶液體積保持不變)
【答案】2A(g)+B(g)2C(g) 0.1mol/(L·min) C、E 40% O2+4e-+2H2O=4OH- 4mol 11.2
【解析】
I.(1)從物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化趨勢(shì)判斷反應(yīng)物和生成物,根據(jù)物質(zhì)的物質(zhì)的量變化值等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比書寫化學(xué)方程式;
(2)化學(xué)反應(yīng)速率是單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化,據(jù)此可求得反應(yīng)速率;
(3)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,各組分濃度不再變化,若存在有色物質(zhì),則有色物質(zhì)的顏色也不再變化,據(jù)此對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行判斷;
(4)根據(jù)A達(dá)到平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量與起始的物質(zhì)的量之比,可求得平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率;
II.在甲烷燃料電池中,通入甲烷的電極為負(fù)極,甲烷被氧化產(chǎn)生的CO2與溶液中的KOH反應(yīng)產(chǎn)生K2CO3,通入O2的電極為正極,O2獲得電子發(fā)生還原反應(yīng),可根據(jù)溶液中CO32-的物質(zhì)的量確定電子轉(zhuǎn)移數(shù)目及反應(yīng)的甲烷的物質(zhì)的量和體積。
I.(1)由圖象可以看出,A、B的物質(zhì)的量逐漸減小,則A、B為反應(yīng)物,C的物質(zhì)的量逐漸增多,所以C為生成物,當(dāng)反應(yīng)到達(dá)2min時(shí),△n(A)=2mol,△n(B)=1mol,△n(C)=2mol,化學(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比,則△n(A):△n(B):△n(A)=2:1:2,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2A(g)+B(g)2C(g);
(2)由圖象可以看出,反應(yīng)開始至2分鐘時(shí),△n(B)=1mol,B的平均反應(yīng)速率為v(B)===0.1 mol/(L·min);
(3)A.υ(A)=2υ(B)不能說明正反應(yīng)和逆反應(yīng)的關(guān)系,因此無法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡,A錯(cuò)誤;
B.容器的體積以及氣體的質(zhì)量不變,因此無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),容器內(nèi)氣體密度都不變,B錯(cuò)誤;
C.在該反應(yīng)中A和C的計(jì)量數(shù)相等,當(dāng)v逆(A)=v正(C)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)了,C正確;
D.容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等,不能說明各組分的濃度不再變化,無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;
E.氣體的質(zhì)量不變,但反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等,若混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),E正確;
故合理選項(xiàng)是C、E;
(4)由圖象可知:達(dá)平衡時(shí)A的物質(zhì)的量變化為:△n(A)=5mol-3mol=2mol,因此A的轉(zhuǎn)化率為:×100%=40%;
II.在甲烷燃料電池中,通入甲烷的電極為負(fù)極,甲烷被氧化產(chǎn)生的CO2與溶液中的KOH反應(yīng)產(chǎn)生K2CO3,負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
通入O2的電極為正極,O2獲得電子發(fā)生還原反應(yīng),正極的電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)反應(yīng)后產(chǎn)生的K2CO3的物質(zhì)的量為n(K2CO3)=c(CO32-)=1mol/L×0.5L=0.5mol,由負(fù)極電極反應(yīng)式CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O可知:每反應(yīng)產(chǎn)生1molCO32-,反應(yīng)消耗1mol甲烷,電子轉(zhuǎn)移8mol,則反應(yīng)產(chǎn)生0.5mol CO32-,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=0.5mol×8=4mol,反應(yīng)的甲烷的物質(zhì)的量是0.5mol,其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(CH4)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】114號(hào)元素Fl(中文名“”)是主族元素,其原子核外最外層電子數(shù)是4。下列說法錯(cuò)誤的是
A. Fl的原子核外有114個(gè)電子B. Fl是第七周期第IVA族元素
C. Fl單質(zhì)可能是半導(dǎo)體材料D. Fl的原子半徑大于同主族其他元素
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】H2S2O3是一種弱酸,實(shí)驗(yàn)室欲用0.01 mol/L的Na2S2O3溶液滴定碘水,發(fā)生的反應(yīng)為I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列說法正確的是( )
A. 該滴定反應(yīng)可用甲基橙作指示劑
B. Na2S2O3是該反應(yīng)的還原劑
C. 該滴定反應(yīng)可選用如下圖所示的裝置
D. 該反應(yīng)中每消耗2 mol Na2S2O3,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4 mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式錯(cuò)誤的是 ( )
A. CuO+2H+==Cu2++H2O B. CaCO3+2H+==Ca2++CO2↑+H2O
C. 2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑ D. Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O
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【題目】研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序是一個(gè)系統(tǒng)化的過程,其主干可分為四個(gè)步驟.下列是研究物質(zhì)性質(zhì)的一般程序的第一步是
A. 預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì) B. 觀察物質(zhì)的外觀性質(zhì)
C. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察 D. 做出有關(guān)的解釋和結(jié)論
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E為中學(xué)化學(xué)常見的單質(zhì)或化合物,相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物略去)。
I.若A是能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體;C、D均為空氣的主要成分;E是一種常見無色無味的有毒氣體,B、E均為汽車尾氣成分。
(1)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式____________。
(2)寫出B和E在催化劑條件下生成C的化學(xué)方程式______________。
II.若A是淡黃色化合物;常溫下D是無色氣體;C中含有的陰、陽離子均為10電子粒子;E為澄清石灰水。
(1)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式_____________。
(2)將一定量的氣體D通入2L C的溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量,并將溶液加熱,產(chǎn)生的氣體與HCl物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā))。
①O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為_______,橫坐標(biāo)3-5段發(fā)生的離子方程式為_____。
②標(biāo)況下,通入氣體D的體積為______L,C溶液的物質(zhì)的量濃度為_______mol/L。
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【題目】通過膜電池可除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯笨酚(),其原理如下圖所示,下列說法正確的是
A. B為電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng)
B. 電流方向從B極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向A極
C. A極的電極反應(yīng)式為:
D. 當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時(shí),A極區(qū)增加的H+的數(shù)目為0.1NA
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【題目】下列屬于吸熱反應(yīng)的是( 。
A.酸堿中和反應(yīng)
B.CH4在O2中燃燒
C.碳和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)
D.CaO溶于水生成Ca(OH)2
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【題目】重金屬元素鉻的毒性較大,含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。
I.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時(shí)還含有少量的Fe2+、 Fe3+、 Al3+、 Ca2+和Mg2+等,且酸性較強(qiáng)。為回收利用,通常采用如下流程處理:
注:部分陽離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見下表。
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
pH | 3.7 | 9.6 | 11.1 | 8 | 9(>9溶解) |
(1)氧化過程中可代替H2O2加入的試劑是________(填序號(hào))。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液調(diào)整溶液pH=8時(shí),除去的離子是________(填序號(hào));已知鈉離子交換樹脂的原理:Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交換除去的雜質(zhì)離子是____(填序號(hào))。
A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+
(3)還原過程中,每消耗172.8gCr2O72-轉(zhuǎn)移4.8 mol e-,該反應(yīng)離子方程式為________。
Ⅱ.酸性條件下,六價(jià)鉻主要以Cr2O72-形式存在,工業(yè)上常用電解法處 理含Cr2O72-的廢水。
實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬處理含Cr2O72-廢水,陽極反應(yīng)是Fe-2e-=Fe2+,陰極反應(yīng)式2H++2e-=H2↑隨著電解進(jìn)行,陰極附近pH升高。
(1)電解時(shí)能否用Cu電極來代替Fe電極?____(填“能”或“不能”), 理由是______________。
(2)電解時(shí)陽極附近溶液中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子方程式為________________。
(3)上述反應(yīng)得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全,從其對(duì)水的電離平衡影響角度解釋其原因__________。
(4)若溶液中初始含有0.lmol Cr2O72-,則生成的陽離子全部轉(zhuǎn)化成沉淀的質(zhì)量是_____g。
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