【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。
(1)已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-99kJ·mol-1中的相關(guān)化學(xué)鍵能如下:
則x=______________________。
(2)甲醇作為一種重要的化工原料,既可以作為燃料,還可用于合成其它化工原料。在一定條件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反應(yīng)原理可表示為:CH3OH(g) +CO(g) HCOOCH3(g) ΔH=-29.1kJ·mol-1。向體積為2L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g) 和2mol CO,測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)(p:kPa)隨時(shí)間(min)的變化關(guān)系如下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示:
①Ⅱ和Ⅰ相比,改變的反應(yīng)條件是____________________。
②反應(yīng)Ⅰ在5min時(shí)達(dá)到平衡,在此條件下從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時(shí)速率v(HCOOCH3)=__________。
③反應(yīng)Ⅱ在2min時(shí)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K(Ⅱ) =__________。在體積和溫度不變的條件下,在上述反應(yīng)達(dá)到平衡Ⅱ時(shí),再往容器中加入1mol CO和2mol HCOOCH3后v(正)_____v(逆)(填“﹥”“﹤”“﹦”),原因是_________________。
④比較反應(yīng)Ⅰ的溫度(T1)和反應(yīng)Ⅲ的溫度(T3)的高低:T1______T3(填“﹥”“﹤”“﹦”),判斷的理由是________________。
(3)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用某新型催化劑對(duì)CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究,測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖所示,利用以下反應(yīng)填空:
2NO+2CO N2+ 2CO2(有CO) 2NO N2+ O2(無CO)
①若不使用CO,溫度超過775℃,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因?yàn)?/span>____________________。
②在n(NO)/n(CO)=1的條件下,應(yīng)控制的最佳溫度在___左右.
A.670K B.770K C.870K D.970K.
【答案】 1076 Ⅱ中使用催化劑 0.10 mol·L-1·min-1 2 L·mol-1 ﹤ 濃度商Qc=1.5/(0.5×1)=3﹥2=K 反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,故v(正) ﹤v(逆) ﹥ 此反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫,平衡向正向進(jìn)行(或反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時(shí)所需的時(shí)間比反應(yīng)Ⅲ達(dá)平衡時(shí)所需的時(shí)間短,反應(yīng)速率快,故T1溫度更高) 此反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行 C(或850~900之間都可以)
【解析】(1)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和 - 生成物的鍵能總和,則ΔH=x+2436 kJ·mol-1-3413 kJ·mol-1-343 kJ·mol-1-465 kJ·mol-1=-99kJ·mol-1,則x=1076。
(2)①由CH3OH(g) +CO(g) HCOOCH3(g)可知,該反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不同。由圖像可知,Ⅱ和Ⅰ相比,其平衡狀態(tài)的壓強(qiáng)相同,說明這兩個(gè)平衡是在相同溫度下建立的,但建立平衡所用的時(shí)間不同,說明反應(yīng)速率不同,所以改變的反應(yīng)條件是:Ⅱ中使用催化劑。
②向體積為2L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g) 和2mol CO,反應(yīng)Ⅰ在5min時(shí)達(dá)到平衡,在此條件下CH3OH(g) +CO(g) HCOOCH3(g)從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時(shí),由圖可知,反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比為4:3。在同溫同體積條件下,氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,所以平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為3mol,氣體的總變化量為1mol,由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,HCOOCH3的平衡量等于氣體的總變化量,即n(HCOOCH3)= 1 mol。因此,速率v(HCOOCH3)= = 0.10 mol·L-1·min-1。
③化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),可以由平衡I的數(shù)據(jù)計(jì)算K(II),平衡I體系中各組分的平衡濃度均為0.5mol/L。在相同溫度下,反應(yīng)Ⅱ在2min時(shí)達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K(Ⅱ) = K(I)= 2 L·mol-1。在體積和溫度不變的條件下,在上述反應(yīng)達(dá)到平衡Ⅱ時(shí),再往容器中加入1mol CO和2mol HCOOCH3后v(正) ﹤v(逆),原因是:由濃度商Qc=1.5/(0.51)=3﹥2=K 可知,反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,故v(正) ﹤v(逆)。
④反應(yīng)Ⅰ的溫度(T1)和反應(yīng)Ⅲ的溫度(T3)相比,T1﹥T3,判斷的理由是:此反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減。ɑ蚍磻(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時(shí)所需的時(shí)間比反應(yīng)Ⅲ達(dá)平衡時(shí)所需的時(shí)間短,反應(yīng)速率快,故T1溫度更高)。
(3)①若不使用CO,溫度超過775℃,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因?yàn)?/span>:此反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。
②在n(NO)/n(CO)=1的條件下,由圖可知,在870K左右,NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高,故應(yīng)控制的最佳溫度在870K左右,選C(或850~900之間都可以).
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料.科學(xué)家預(yù)測(cè),到2011年一個(gè)電腦芯片上將會(huì)集成10億個(gè)晶體管,其功能遠(yuǎn)比我們想象的要大得多,這對(duì)硅的純度要求很高。用化學(xué)方法可制得高純硅,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為:①SiO2+2CSi+2CO↑ ②Si+2Cl2SiCl4 ③SiCl4+2H2Si+4HCl
下列有關(guān)說法不正確的是
A. ②是化合反應(yīng) B. ①②③是氧化還原反應(yīng)
C. ①③是置換反應(yīng) D. ①③是復(fù)分解反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知A為應(yīng)用廣泛的金屬單質(zhì)、B溶液呈淺綠色、C溶液焰色反應(yīng)呈紫色、C溶液可使酚酞溶液呈紅色,各物質(zhì)有如圖所示的相互轉(zhuǎn)化:
試回答:
(1)寫出B的化學(xué)式_________________,D的化學(xué)式_________________。
(2)寫出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式__________________________________。
(3)寫出向G溶液中加入A的離子方程式:____________________________;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上以鋰輝石為原料生產(chǎn)碳酸鋰的部分工業(yè)流程如下:
已知:
①鋰輝石的主要成分為Li2O·Al2O3·4SiO2,其中含少量Ca、Mg元素。
②Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(濃) Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
③某些物質(zhì)的溶解度(s)如下表所示。
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
s(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
s(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
(1)從濾渣Ⅰ中分離出Al2O3的流程如下圖所示。請(qǐng)寫出生成沉淀的離子方程式______。
(2)已知濾渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向?yàn)V液1中加入石灰乳的作用是(運(yùn)用化學(xué)平衡原理簡(jiǎn)述)________________________________________________。
(3)最后一個(gè)步驟中,用“熱水洗滌”的原因是______________________________。
(4)工業(yè)上,將Li2CO3粗品制備成高純Li2CO3的部分工藝如下:
a.將Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽(yáng)極液,LiOH溶液做陰極液,兩者用離子選擇透過膜隔開,用惰性電極電解。
b.電解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共熱,過濾、烘干得高純Li2CO3。
①a中,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是_________________________
②電解后,LiOH溶液濃度增大的原因_________________,b中生成Li2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________。
(5)磷酸亞鐵鋰電池總反應(yīng)為:FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+,試寫出該電池放電時(shí)的正極反應(yīng):__________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國(guó)有豐富的海水資源,開發(fā)和利用海水資源是當(dāng)前科學(xué)研究的一項(xiàng)重要任務(wù),如圖是海水綜合利用的一個(gè)方面。
Ⅰ.(1)上述過程中沒有涉及到的四大基本反應(yīng)類型是 ______;
a.化合反應(yīng) b.分解反應(yīng) c.置換反應(yīng) d.復(fù)分解反應(yīng)
(2)步驟1中分離操作的名稱是___________;
(3)粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì),精制時(shí)所用試劑為:
a.鹽酸 b.BaCl2溶液 c.NaOH溶液 d.Na2CO3溶液
加入試劑的順序是_____________;
II.實(shí)驗(yàn)室利用精鹽配制480mL 2.0mol·L1NaCl溶液。
(4)除容量瓶外,還需要的玻璃儀器有___________________;
(5)用托盤天平稱取固體NaCl________g;
(6)配制時(shí),按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行:①計(jì)算 ②稱量 ③溶解 ④冷卻 ⑤轉(zhuǎn)移 ⑥定容 ⑦搖勻 ⑧裝瓶。操作中還缺少一個(gè)重要步驟是______________________;
(7)下列錯(cuò)誤操作可使所配制氯化鈉溶液濃度偏低的是(_________)
a.容量瓶洗凈后殘留了部分的水
b.轉(zhuǎn)移時(shí)溶液濺到容量瓶外面
c.定容時(shí)俯視容量瓶的刻度線
d.搖勻后見液面下降,再加水至刻度線
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型的無機(jī)非金屬材料,工業(yè)上可通過如下反應(yīng)合成:Al2O3+N2+ 3C2AlN+3CO,下列說法不正確的是
A. Al2O3既不是氧化劑也不是還原劑
B. 氧化劑與還原劑物質(zhì)的量比是1∶3
C. AlN是還原產(chǎn)物
D. 每生成1 mol AlN有2mol電子轉(zhuǎn)移
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)能與金屬鎂發(fā)生反應(yīng),并產(chǎn)生氫氣的是( 。
A.氯化銨溶液
B.氫氧化鈉溶液
C.熱的苯
D.熱的無水乙醇
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【題目】在20℃時(shí),將4.95gKNO3溶于10.0g水中,恰好配成密度為1.15g/cm3的飽和溶液,計(jì)算:
(1)此飽和溶液中KNO3的物質(zhì)的量為_______;
(2)此飽和溶液中KNO3的物質(zhì)的量濃度為______。
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