【題目】用Cl2生產(chǎn)含氯有機物時會產(chǎn)生HCl,利用如下反應(yīng)可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)+Q(Q>0)在2L密閉容器中進行該反應(yīng),在不同時間測得實驗數(shù)據(jù)如下表:
物質(zhì) 物質(zhì)的量 (mol) 時間 | HCl(g) | O2(g) | H2O(g) | Cl2(g) |
0min | 4 | 1 | 0 | 0 |
2min | 1.2 | 0.3 | 1.4 | |
3min | 1.2 | 0.3 | 1.4 | |
4min | 1.0 | 0.35 | 1.5 |
(1)計算0~2min內(nèi)Cl2的平均生成速率___________________。 該反應(yīng)合適的溫度范圍是380~440℃,選擇該溫度范圍可能的原因是:①加快反應(yīng)速率;②_______________________________。
(2)工業(yè)上用傳感器檢測反應(yīng)容器中的氣體壓強,當壓強保持不變時,表面反應(yīng)已達平衡。能通過檢測壓強判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)的理由是__________________________。
(3)實驗時,在3~4min之間改變了某一條件造成平衡移動。表中數(shù)據(jù)說明平衡向____移動(填“左”或“右”);達到新平衡后,與原來相比平衡常數(shù)_______(填“變大”、“變小”、“不變”)。
(4)Cl2也可用于制備新型凈水劑高鐵酸鈉(Na2FeO4)。配平制備反應(yīng)的化學方程式___Fe(NO3)3+___NaOH+___Cl2→___Na2FeO4+___NaNO3+___NaCl+___H2O若反應(yīng)消耗3.36L Cl2(標準狀況),則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是________。
(5)用Na2FeO4殺菌消毒的優(yōu)點是還原產(chǎn)物具有凈水作用,缺點是還原產(chǎn)物會對鐵制水管造成腐蝕,造成腐蝕的原理有________________________________________。
【答案】0.35mol/(Lmin) 催化劑活性較高 該反應(yīng)反應(yīng)物的系數(shù)之和與產(chǎn)物的系數(shù)之和不相等,反應(yīng)前后會有氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變,因此壓強會隨氣體的物質(zhì)的量的變化而改變,當壓強不變時,可以知道氣體的物質(zhì)的量不發(fā)生改變,因此說反應(yīng)達到了平衡 右 不變 2 16 3 2 6 6 8 0.3NA Na2FeO4在殺菌消毒時,本身被還原為Fe3+,Fe3+與單質(zhì)鐵發(fā)生反應(yīng)使其溶解
【解析】
根據(jù)定義計算反應(yīng)速率,根據(jù)反應(yīng)條件逆推選擇的原理,由化學平衡的特征判斷平衡標志,據(jù)平衡移動原理判斷平衡移動方向,根據(jù)化合價升降相等配平氧化還原反應(yīng)方程式。
(1)據(jù)化學反應(yīng)速率定義,0~2min內(nèi)v(Cl2)=v(H2O)==0.35mol/(L·min)。主要從反應(yīng)速率和化學平衡角度選擇反應(yīng)的合適溫度范圍,化工生產(chǎn)中常用催化劑,必須考慮其活性溫度。
(2)反應(yīng)“4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)”前后氣體分子數(shù)有變化,在恒溫恒容條件下,當容器內(nèi)壓強不變時,容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量也不變,表明反應(yīng)已達化學平衡。
(3)從表中數(shù)據(jù)知,2~3min之間建立了化學平衡;3~4min之間改變的一個條件為增加0.1molO2。據(jù)平衡移動原理,化學平衡向右移動。因化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),新平衡時化學平衡常數(shù)不變。
(4)反應(yīng)中鐵從+3升到+6價,氯從0降到-1價,據(jù)化合價升降相等得2Fe(NO3)3——3Cl2,進而觀察配平其它物質(zhì),2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2→2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O。反應(yīng)中消耗氯氣與轉(zhuǎn)移電子的關(guān)系為3Cl2~6e-,則消耗3.36L Cl2(標準狀況),即0.15mol氯氣,則轉(zhuǎn)移電子0.3mol。
(5)用Na2FeO4殺菌消毒時,其還原產(chǎn)物是Fe3+,它可水解生成氫氧化鐵膠體,具有凈水作用;Fe3+會與鐵反應(yīng)2Fe3++Fe=3Fe2+,腐蝕鐵制水管。
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【題目】某實驗室需要 1.0 mol/L 的碳酸鈉溶液 450 mL,利用碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)來配制。下列說法正確的是
A. 應(yīng)稱取該碳酸鈉晶體128.7 g
B. 取 100 mL 該溶液,向其中加入100 mL 水,所得溶液濃度為0.5 mol/L
C. 定容時俯視刻度線會引起配制溶液的濃度偏高
D. 定容、搖勻、靜置后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,應(yīng)再補加少量水至刻度線
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【題目】國家實施“青山綠水工程”,大力研究脫硝和脫硫技術(shù)。
(1)H2在催化劑作用下可將NO還原為N2。下圖是該反應(yīng)生成1mol水蒸氣的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學方程式________________________________。
(2)臭氧也是理想的煙氣脫硝劑,其脫硝的反應(yīng)之一為2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),不同溫度下,在兩個恒容容器中發(fā)生上述反應(yīng),相關(guān)信息如下表及圖所示,回答下列問題:
容器 | 甲 | 乙 |
容積/L | 1 | 1 |
溫度/K | T1 | T2 |
起始充入量 | lmolO3 2mol NO2 | lmolO3 2mol NO2 |
①0-10min內(nèi)甲容器中反應(yīng)的平均速率:v(O3) =_______mol·L-1·min-1 。
②T1________T2 (填“>”“<”或“=”),T1時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為____________。
③下列措施能提高容器乙中NO2轉(zhuǎn)化率的是________(填序號)。
A.向容器中充入He,增大容器的壓強 B.升高容器的溫度
C.向容器中再充人一定量的NO2 D.向容器中再充入lmol O3和2mo NO2
④T1時,若起始時向容器甲中充入2mo1 NO2、lmolO3、2mollN2O5和2molO2,則脫硝反應(yīng)達到平衡前,v(正)________v(逆) (填“>”“<”“=”)。
(3)廢水處理時,通H2S(或加S2-)能使某些金屬離子生成極難溶的硫化物而除去。25°℃,某廢液中c(Mn2+)=0.02mol·L-1,調(diào)節(jié)廢液的pH使Mn2+開始沉淀為MnS時,廢液中c(H2S)=0.1mol·L-1,此時pH約為___________。(已知:Ksp(MnS)=5.0×10-14,H2S的電離常數(shù):K1=1.5×10-7,K2=6.0×10-15,1g6=0.8)
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【題目】下列關(guān)系式中,正確的是
A. 等濃度等體積的CH3COOH和CH3COONa溶液混合:c(CH3COO- )+c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
B. 常溫下,0.1 mol·L-1HA溶液與0.1 mol·L NaOH溶液等體積完全反應(yīng)時,溶液中一定存在:c(Na+)=c(A-)>c(OH )=c(H+)
C. 常溫下,0.1 mol·L-1Na2S溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
D. 常溫下,將0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀釋,當溶液的pH從3.0升到5.0時,溶液中c(CHCOO-)/c(CHCOOH)的值增大到原來的100倍
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【題目】一定條件下,Fe、HCN與K2CO3可發(fā)生反應(yīng)Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O。請回答下列問題:
(1)金屬鐵的堆積方式為___________,其配位數(shù)為___________。
(2)HCN分子的結(jié)構(gòu)式為___________,寫出一種與CN-互為等電子體的陰離子:___________。
(3)鍵角NH3___________(填“>”“<”或“=")NF3,原因是___________。
(4)K4Fe(CN)6的中心離子的核外電子排布式為___________。
(5)C、N、O、H的第一電離能由小到大的順序為___________。
(6)冰的晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示,其晶胞結(jié)構(gòu)(如圖所示)與金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)相似,水分子間以氫鍵相連,則一個晶胞中含有___________個氫鍵,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,若氫鍵的鍵長為dnm,則晶體密度ρ=___________g·cm-3(用含有d、NA的代數(shù)式表示)。
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【題目】(1)3.01×1023 個NH3分子的物質(zhì)的量______
(2)0.5molH2SO4含有的氧原子數(shù)______
(3)2.3gNO2的物質(zhì)的量______
(4)標況下,33.6LN2的物質(zhì)的量______其分子數(shù)為______
(5)與6.4gSO2所含的氧原子數(shù)相等的NO分子的質(zhì)量為______
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【題目】下列實驗操作能達到實驗?zāi)康牡氖?/span>()
A. 制備Fe(OH)3膠體:向沸騰的NaOH稀溶液中滴加FeCl3飽和溶液
B. 為了除去乙醇中的少量水,可向其中加入CaO,然后再蒸餾
C. 用瓷坩堝高溫熔融Na2CO3固體
D. 用過濾的方法除去NaCl溶液中含有的少量淀粉膠體
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【題目】某校學生用下圖所示裝置進行實驗。以探究苯與溴發(fā)生反應(yīng)的原理并分離提純反應(yīng)的產(chǎn)物。
請回答下列問題:
(1)寫出裝置Ⅱ中發(fā)生的主要化學反應(yīng)方程式____________________________,其中冷凝管所起的作用為導氣和________,Ⅳ中球形干燥管的作用是__________。
(2)實驗開始時,關(guān)閉K2、開啟K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反應(yīng)開始。Ⅲ中小試管內(nèi)苯的作用是_________________________。
(3)能說明苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)的現(xiàn)象是______________________。
(4)純凈的溴苯是無色油狀的液體,這個裝置制得的溴苯呈褐色,原因是里面混有溴,將三頸燒瓶內(nèi)反應(yīng)后的液體依次進行下列實驗操作就可得到較純凈的溴苯。①用蒸餾水洗滌,振蕩,分液;②用______洗滌,振蕩,分液;③再用蒸餾水洗滌,振蕩,分液;④加入無水氯化鈣干燥⑤蒸餾。
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【題目】過二硫酸鉀(K2S2O8)是白色晶體、無味、易潮解、不穩(wěn)定,是重要的氧化劑,用途廣泛。
回答下列問題:
(1)過二硫酸鉀的結(jié)構(gòu)探究
過二硫酸鉀中含有-1、-2價的氧元素,-l、-2價 氧的原子個數(shù)之比為____。
(2)過二硫酸鉀的制取探究
過二硫酸鉀可采用電解硫酸和硫酸鉀的混合物制取,裝置如圖。陽極的電極反應(yīng)為____,陰極區(qū)pH將____(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)過二硫酸鉀的性質(zhì)探究
①取硫酸錳溶于試管中,滴入K2S2O8溶液,溶液呈紫紅色,K2S2O8的還原產(chǎn)物為SO42-,該反應(yīng)的離子方程式為____。
②取過二硫酸鉀裝入硬質(zhì)玻璃管中,加熱,分解產(chǎn)生的氣體依次通過裝置B、C、D。實驗發(fā)現(xiàn)B中產(chǎn)生白色沉淀,C中溶液顏色無明顯變化現(xiàn)象;用帶火星的木條靠近D中的 a,木條復燃。
有同學認為依據(jù)上述實驗現(xiàn)象,可以判斷過二硫酸鉀熱分解產(chǎn)生了SO3和O2、而沒有產(chǎn)生SO2,據(jù)此得出過二硫酸鉀分解反應(yīng)的化學方程式為____。有同學認為僅依據(jù)上述實驗現(xiàn)象,所得氣體除可能是SO3與O2的混合物外,還可能是 ___或 ___的混合物。為確定過二硫酸鉀分解所得混合氣體中是否含有SO3,可將上述實驗中裝置B整體更換為 ___。
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