【題目】熱化學碘硫循環(huán)可用于大規(guī)模制氫氣,SO2水溶液還原I2和HI分解均是其中的主要反應。回答下列問題:
(1)以太陽能為熱源,熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如圖所示。
反應II包含兩步反應:
①H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) △H1=+177kJ/mol
②2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H2=+196kJ/mol
①寫出反應①自發(fā)進行的條件是:________。
②寫出反應Ⅱ的熱化學方程式:________。
(2)起始時 HI的物質(zhì)的量為1mo1,總壓強為0.1MPa下,發(fā)生反應HI(g)H2(g)+I2(g) 平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示:
①該反應的△H ________ (“>”或“<”)0。
②600℃時,平衡分壓p(I2)= ___MPa,反應的平衡常數(shù)Kp=______ (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。
(3)反應 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反應機理如下:
第一步:I22I(快速平衡)
第二步:I+H2H2I(快速平衡)
第三步:H2I+I 2HI (慢反應)
①第一步反應_____ (填 “放出”或“吸收”)能量。
②只需一步完成的反應稱為基元反應,基元反應如aA+dD = gG+hH 的速率方程,v= kca(A)cd(D),k為常數(shù);非基元反應由多個基元反應組成,非基元反應的速率方程可由反應機理推定。H2(g)與I2(g)反應生成 HI(g)的速率方程為v= ____(用含k1、k-1、k2…的代數(shù)式表示)。
【答案】高溫 2H2SO4(1)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)△H=+550kJ/mol > 0.0125 (或0.167) 吸收 c(H2)·c(I2)
【解析】
(1)由反應式①+②可得熱化學方程式;
(2)①隨著溫度的不斷升高,HI的物質(zhì)的量不斷減小,H2的物質(zhì)的量不斷增大,則平衡正向移動,所以正反應為吸熱反應;
②從圖中采集數(shù)據(jù),600℃時,n(HI)=0.75mol,n(H2)=0.125mol,反應前后氣體分子數(shù)不變,從而得出平衡分壓,計算出各組分氣體的分壓,從而求得平衡常數(shù);
(3)①第一步反應斷裂共價鍵,吸收能量;
②反應速率由慢反應決定,即v=k3c(H2I)c(I),用第一步反應k1c(I2)=k-1c2(I),求出c(I)的表達式,用第二步的反應k2c(I)c(H2)=k-2c(H2I),求出c(H2I)的表達式,代入即可求得v。
(1)①反應①是氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應,由,能自發(fā)進行的條件是高溫,故答案為:高溫;
②由反應式①+②可得出反應Ⅱ的熱化學方程式:2H2SO4(1)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)△H=+550kJ/mol;故答案為:2H2SO4(1)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)△H=+550kJ/mol;
(2)①隨著溫度的不斷升高,HI的物質(zhì)的量不斷減小,H2的物質(zhì)的量不斷增大,則平衡正向移動,所以正反應為吸熱反應,該反應的△H>0,故答案為:>;
②從圖中采集數(shù)據(jù),600℃時,n(HI)=0.75mol,n(H2)=0.125mol,反應前后氣體分子數(shù)不變,從而得出平衡分壓p,各氣體的平衡分壓:,,反應HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常數(shù),故答案為:0.0125;(或0.167);
(3)①第一步反應斷裂共價鍵,吸收能量,故答案為:吸收;
②反應速率由慢反應決定,即v=k3c(H2I)c(I),
第一步是快速平衡,k1c(I2)=k-1c2(I),可得,第二步也是快速平衡,k2c(I)c(H2)=k-2c(H2I),可得,則速率方程為:,故答案為:img src="http://thumb.zyjl.cn/questionBank/Upload/2020/07/22/00/8fe3223f/SYS202007220000202798657132_DA/SYS202007220000202798657132_DA.002.png" width="49" height="45" style="-aw-left-pos:0pt; -aw-rel-hpos:column; -aw-rel-vpos:paragraph; -aw-top-pos:0pt; -aw-wrap-type:inline" />c(H2)·c(I2)。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖所示每一方框表示一種反應物或生成物,其中A、C、D、E、F在通常情況下均為氣體,且加熱X生成的A與C的物質(zhì)的量之比為1∶1,B為常見液體。
試回答下列問題:
(1)X是________(填化學式,下同),F是__________。
(2)A―→D反應的化學方程式為_______。
(3)G與Cu的反應中,G表現(xiàn)的性質(zhì)為______。
(4)X與過量NaOH溶液反應生成C的離子方程式為_____________。
(5)以C、B、D為原料可生產(chǎn)G,若使amol C完全轉(zhuǎn)化為G,理論上至少需要D___ mol。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】H是合成某藥物的中間體,一種合成H的路線如下(部分條件和產(chǎn)物省略):
已知:①RCHO
②A能發(fā)生銀鏡反應,遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。
請回答下列問題:
(1)A所含官能團的名稱是___________。1個H分子含___________個手性碳原子。
(2)D→E的反應條件和試劑為___________。G→H的反應類型是___________。
(3)設計A→B、E→F步驟的目的是__________。
(4)寫出B→C的化學方程式:______。
(5)在B的同分異構體中,能發(fā)生水解反應的結構有___________種(不考慮立體異構)。其中,在核磁共振氫譜上有4組峰且峰的面積比為1:2:2:3的結構簡式可能為____________。
(6)參照上述流程,以乙醇為有機物原料合成2-丁醇(其他試劑自選),設計合成路線:________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】2016 年諾貝爾化學獎授予在“分子機器設計和合成”領域有突出成就的三位科學家,其研究對象之一“分子開關”即與大環(huán)主體分子苯芳烴、硫或氮雜環(huán)杯芳烴等有關;卮鹣铝袉栴}:
(1)對叔丁基杯[4]芳烴(如圖Ⅰ所示)可用于ⅢB 族元素對應離子的萃取,如La3+、Sc2+。寫出基態(tài)二價 鈧離子(Sc2+)的核外電子排布式:____,其中電子占據(jù)的軌道數(shù)為_____個。
(2)對叔丁基杯[4]芳烴由4個羥基構成杯底,其中羥基氧原子的雜化方式為_____,羥基間的相互作用力為_____。
(3)不同大小苯芳烴能識別某些離子,如:N3-、SCN等。一定條件下,SCN與 MnO2反應可得到(SCN)2,試寫出(SCN)2的結構式_______。
(4)NH3分子在獨立存在時 H-N-H 鍵角為 106.7°。 [Zn(NH3)6]2+離子中 H-N-H 鍵角變?yōu)?/span> 109.5°,其原因是:_________________________。
(5)已知 C60 分子結構和 C60 晶胞示意圖(如圖Ⅱ、圖Ⅲ所示):則一個 C60 分子中含有σ鍵的個數(shù)為______,C60 晶體密度的計算式為____gcm3。(NA 為阿伏伽德羅常數(shù) 的值)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】乙醇催化氧化制取乙醛(沸點為20.8℃,能與水混溶)的裝置(夾持裝置已略)如圖所示:
下列說法錯誤的是
A.向圓底燒瓶中滴入H2O2溶液前需打開K
B.實驗開始時需先加熱②,再通O2,然后加熱③
C.裝置③中發(fā)生的反應為2CH3CH2OH +O22CH3CHO+2H2O
D.實驗結束時需先將④中的導管移出。再停止加熱
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有機化合物G是4-羥基香豆素,是重要的醫(yī)藥中間體,可用來制備抗凝血藥,可通過下列路線合成。
請回答:
(1)D→E的反應類型是___。
(2)G中含有的官能團名稱為____。
(3)寫出G和過量NaOH溶液共熱時反應的化學方程式___。
(4)化合物E的同分異構體很多,符合下列條件的結構共___種。
①能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應;②能發(fā)生銀鏡反應;③能發(fā)生水解反應
其中,核磁共振氫譜為5組峰,且峰面積比為2:2:2:1:1的結構簡式為____。
(5)E的同分異構體很多,所有同分異構體在下列某種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是___(填標號)。
a.質(zhì)譜儀 b.元素分析儀 c.紅外光譜儀 d.核磁共振儀
(6)已知酚羥基一般不易直接與羧酸酯化。苯甲酸苯酚酯()是一種重要的有機合成中間體。請根據(jù)已有知識并結合相關信息,試寫出以苯酚、甲苯為原料制取該化合物的合成路線流程圖(無機原料任選):___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學習小組用下列裝置完成了探究濃硫酸和 SO2性質(zhì)的實驗(部分夾持裝置已省略),下列“ 現(xiàn)象預測” 與“ 解釋或結論” 均正確的是
選項 | 儀器 | 現(xiàn)象預測 | 解釋或結論 |
A | 試管1 | 有氣泡、酸霧,溶液中有白色固體出現(xiàn) | 酸霧是SO2所形成,白色固體是硫酸銅晶體 |
B | 試管2 | 紫紅色溶液由深變淺,直至褪色 | SO2具有還原性 |
C | 試管3 | 注入稀硫酸后,沒有現(xiàn)象 | 由于Ksp(ZnS)太小,SO2與ZnS在注入稀硫酸后仍不反應 |
D | 錐形瓶 | 溶液紅色變淺 | NaOH溶液完全轉(zhuǎn)化為NaHSO3溶液,NaHSO3溶液堿性小于NaOH |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:pAg=lg[c(Ag+)],Ksp(AgCl)=1×10-12。如圖是向10mLAgNO3溶液中逐漸加入0.1mol·L-1的NaCl溶液時,溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像(實線)。根據(jù)圖像所得下列結論不正確的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]
A.原AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1
B.圖中x點的坐標為(100,6)
C.圖中x點可認為溶液中Ag+被沉淀完全
D.把0.1mol·L-1的NaCl換成0.1mol·L-1NaI,則圖像在終點后變?yōu)樘摼部分
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】微型實驗具有裝置小巧、節(jié)約藥品、操作簡便、現(xiàn)象明顯、安全可靠、減少污染等優(yōu)點,下圖是某同學設計的實驗室制取Cl2并探究其化學性質(zhì)的微型裝置(圖中夾持裝置均略去)。
查閱資料:氯氣的氧化性大于HIO3。
回答下列問題:
(1)實驗室中可代替圖中添加濃鹽酸的儀器名稱是___________。
(2)加入濃鹽酸后試管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式是__________________________________。
(3)探究氯氣的化學性質(zhì),將實驗現(xiàn)象填寫在下表對應的空格里:___________
操作步驟 | 實驗現(xiàn)象 |
緩慢加入濃鹽酸,打開c、d、e,使產(chǎn)生的氯氣緩慢充入Y試管 | |
關閉c打開b,使氯氣緩慢進入Y管中 |
(4)實驗中發(fā)現(xiàn)若氯氣的通入量過多,淀粉碘化鉀試紙會逐漸變?yōu)闊o色,可能的原因是__________________________________________________。
(5)此裝置___________(填“能”或“不能”)證明氧化性順序Cl2>Br2>I2,原因是___________,實驗完畢后,關閉止水夾b,打開a、c,擠壓氣球,目的是__________________________。
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