【題目】工業(yè)上以CO2和NH3為原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH1=-159.47 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+72.49 kJ·mol-1
總反應(yīng)Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3
回答下列問題:
(1)在相同條件下,反應(yīng)Ⅰ分別在恒溫恒容容器中和絕熱恒容容器中進行,二者均達(dá)到平衡后,c(CO2)恒溫________c(CO2)絕熱(填“大于”“小于”或“等于”);ΔH3=____________。
(2)某研究小組為探究反應(yīng)Ⅰ中影響c(CO2)的因素,在恒溫下將0.4 mol NH3和0.2 mol CO2放入容積為2 L的密閉容器中,t1時達(dá)到化學(xué)平衡,c(CO2)隨時間t變化曲線如圖甲所示,在0~t1時間內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)速率υ(NH3)=____________;若其他條件不變,t1時將容器體積壓縮到1 L,t2時達(dá)到新的平衡。請在圖甲中畫出t1~t2時間內(nèi)c(CO2)隨時間t變化的曲線。___________________________________
(3)在150 ℃時,將2 mol NH3和1 mol CO2置于a L 密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,在t時刻,測得容器中CO2轉(zhuǎn)化率約為73%,然后分別在溫度為160 ℃、170 ℃、180 ℃、190 ℃時,保持其他初始實驗條件不變,重復(fù)上述實驗,經(jīng)過相同時間測得CO2轉(zhuǎn)化率并繪制變化曲線(見圖乙)。在150~170 ℃之間,CO2轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢,其原因是__________180 ℃時反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K=____________(用含a的式子表示)。
(4)侯氏制堿法主要原料為NaCl、CO2和NH3,其主要副產(chǎn)品為NH4Cl,已知常溫下,NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=1.8×10-5,則0.2 mol·L-1 NH4Cl溶液的pH約為________(取近似整數(shù))。
【答案】小于 -86.98 kJ·mol-1 molL-1min-1 反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),溫度越高反應(yīng)速率越快,CO2轉(zhuǎn)化率越向平衡靠攏 12a2 5
【解析】
(1)反應(yīng)Ⅰ分別在恒溫恒容和絕熱恒容中進行,二者均達(dá)到平衡,絕熱容器中溫度升高平衡逆向進行,二氧化碳濃度增大;用蓋斯定律計算H3;
(2)由圖甲知在0~t1時間內(nèi),二氧化碳濃度的變化量為0.1mol/L-0.025mol/L=0.075mol/L,根據(jù)υ=進行計算;體積壓縮為原來的一半,濃度瞬時增大為原來的一倍,變?yōu)?/span>0.05mol/L,增大壓強平衡正向移動,因生成物為固體,最終達(dá)到的平衡狀態(tài)時CO2的濃度仍為0.025mol/L,據(jù)此畫出曲線;
(3)由圖乙可知二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大,溫度達(dá)到170℃時達(dá)到最大值,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),溫度繼續(xù)升高,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸減小,說明平衡逆向進行;180 ℃時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為75%,利用三段法進行計算;
(4)銨根離子水解使溶液呈酸性,NH4+的水解平衡常數(shù)Kh==與c2(H+)=Kh·c(NH4+)計算出c(H+),進一步計算pH。
(1)反應(yīng)Ⅰ分別在恒溫恒容和絕熱恒容中進行,二者均達(dá)到平衡,由于反應(yīng)I是放熱反應(yīng),絕熱容器中溫度升高平衡逆向進行,二氧化碳濃度增大,c(CO2)恒溫小于c(CO2)絕緣;利用蓋斯定律可知I+II得總反應(yīng),2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH3=-86.98 kJ·mol-1;
(2)由圖甲知在0~t1時間內(nèi),二氧化碳濃度的變化量為0.1mol/L-0.025mol/L=0.075mol/L,則c(NH3)=0.15mol/L, υ(NH3)=== molL-1min-1;體積壓縮為原來的一半,濃度瞬時增大為原來的一倍,變?yōu)?/span>0.05mol/L,增大壓強平衡正向移動,因生成物為固體,最終達(dá)到的平衡狀態(tài)時CO2的濃度仍為0.025mol/L,據(jù)此曲線為:;
(3)由圖乙可知二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而增大,溫度達(dá)到170℃時達(dá)到最大值,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),溫度繼續(xù)升高,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸減小,說明平衡逆向進行,所以在150~170 ℃之間,CO2轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢,其原因是反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),溫度越高反應(yīng)速率越快,CO2轉(zhuǎn)化率越向平衡靠攏;
設(shè)CO2轉(zhuǎn)化了x mol/L
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)
始(mol/L) 0
轉(zhuǎn)(mol/L) 2x x x
平(mol/L) -2x -x x
180 ℃時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為75%,則有100%=75%,解得x=
平衡常數(shù)K===12a2;
(4)銨根離子水解使溶液呈酸性,NH4的水解平衡常數(shù)Kh===,水解生成的c(NH3·H2O)近似等于c(H+),則c2(H+)=Kh·c(NH4+),c(H+)==≈10-5mol/L,pH=-lg[c(H+)]=5。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實驗室有化學(xué)純的濃硫酸,其試劑瓶標(biāo)簽上的部分內(nèi)容如下圖:
請回答下列問題:
(1)實驗室只有100mL、250mL、500mL三種規(guī)格的容量瓶,但要配制480 mL 0.50 mol/L的稀硫酸,需量取該濃硫酸______mL。
(2)接下來完成此實驗?zāi)銓⒂玫降膬x器有20mL量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、____________。
(3)使用容量瓶前必須進行的一步操作是____________。
(4)要從所配溶液中取出10 mL稀釋至20 mL,則稀釋后溶液的物質(zhì)的量濃度為__________。
(5)下列操作會使所配溶液濃度偏低的是__________。
A. 用量筒量取濃硫酸,讀數(shù)時仰視刻度線
B. 轉(zhuǎn)移溶液時未洗滌燒杯
C. 定容時俯視容量瓶的刻度線
D. 定容搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,再加水至刻度線
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體,充分反應(yīng)后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的鹽酸,產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是( )
A. 原NaOH溶液的濃度為0.2 mol·L-1
B. 通入CO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為448 mL
C. 所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3
D. 所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】茉莉花香氣的成分有多種,有機物E (C9H10O2)是其中的一種,它可以從茉莉花中提取,也可以用酒精和苯的某一同系物(C7H8)為原料進行人工合成,合成路線如下:
【1】C物質(zhì)中官能團的名稱是:___________。
【2】③的有機反應(yīng)類型是:_______________。
【3】反應(yīng)④發(fā)生還需要的試劑是:_____________。
【4】寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式:______________。
【5】證明反應(yīng)②中A物質(zhì)己完全轉(zhuǎn)化為B物質(zhì)的方法是:________________。
【6】E的同分異構(gòu)體中,苯環(huán)上只有一個取代基,并包含一個酯基的結(jié)構(gòu)有多個,下面是其中2個的結(jié)構(gòu)簡式:
、
請再寫出2個符合上述要求的E的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式:______和__________
【7】請寫出以CH2=CHCH2CH3為唯一有機原料制備CH2=CHCH=CH2的合成路線(無機試劑任選)________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時,將0.0l mol L -1 NaOH溶液滴入20mL0.01mol·L-1CH3COOH溶液的過程中,溶液中由水電離出的c(H+)與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A. x=20,a點的縱坐標(biāo)為1.0×10-12
B. b點和d點所示溶液的pH相等
C. 滴定過程中,c(CH3COO-)與c(OH-)的比值逐漸增大
D. e點所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
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【題目】堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是一種重要的無機化工產(chǎn)品。一種由白云石[主要成分為CaMg(CO3)2,含少量SiO2、Fe2O3等]為原料制備堿式碳酸鎂(國家標(biāo)準(zhǔn)中CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.43%)的實驗流程如下:
(1)“煅燒”時發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(2)常溫常壓下,“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2,“碳化”時終點pH對最終產(chǎn)品中CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖1和圖2所示。
①應(yīng)控制“碳化”終點pH約為___,鈣元素的主要存在形式是___(填化學(xué)式)。
②根據(jù)圖2,當(dāng)pH=10.0時,鎂元素的主要存在形式是___(填化學(xué)式)。
(3)“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為___。
(4)該工藝為達(dá)到清潔生產(chǎn),可以循環(huán)利用的物質(zhì)是___(填化學(xué)式)。
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【題目】Ⅰ.為了制備氯氣,某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)實驗室里常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)來制取少量的氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(1)用“雙線橋法”標(biāo)明反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_________。
(2)該反應(yīng)中,氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比是_________。
(3)草酸能使酸性KMnO4溶液褪色,配平下面的化學(xué)方程式:_____KMnO4+H2SO4+H2C2O4 = MnSO4+K2SO4 +CO2↑+H2O。
Ⅱ.鹽酸廣泛應(yīng)用在稀有金屬的濕法冶金、漂染工業(yè)、金屬加工、無機藥品及有機藥物的生產(chǎn)等領(lǐng)域中。HCl極易溶于水,工業(yè)上用HCl氣體溶于水的方法制取鹽酸。
(1)用密度為1.2 g/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制250mL 3mol/L的稀鹽酸,需要用量筒量取濃鹽酸的體積為________mL。
(2)實驗過程中,下列操作會導(dǎo)致最終所配溶液濃度偏高的是____________。
A.量取濃鹽酸時俯視刻度線 B.實驗前,容量瓶中有少量殘留蒸餾水
C.定容時俯視刻度線 D.轉(zhuǎn)移時,未洗滌燒杯和玻璃棒
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)系圖中,A是一種正鹽,B是氣態(tài)氫化物,C是單質(zhì),F是強酸。當(dāng)X無論是強酸還是強堿時都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去),當(dāng)X是強堿時,過量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外,另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。
下列說法中不正確的是( )
A. 當(dāng)X是強酸時,A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F可能是H2SO4
B. 當(dāng)X是強堿時,A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F是HNO3
C. B和Cl2的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)
D. 當(dāng)X是強酸時,C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列A、B、C、D是中學(xué)常見混合物分離或提純的基本裝置。請根據(jù)混合物分離或提純的原理,回答在下列實驗中需要使用哪種裝置。將A、B、C、D填入適當(dāng)?shù)目崭裰小?/span>
(1)除去Ca(OH)2溶液中懸浮的CaCO3_________________;
(2)從碘水提取碘______________;
(3)用自來水制取蒸餾水_________________;
(4)分離植物油和水_____________;
(5)與海水曬鹽原理相符的是_________________。
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