(14 分) 一氧化碳被廣泛應用于冶金工業(yè)和電子工業(yè)。
⑴高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法,相關反應的熱化學方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s) △H="a" kJ·mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)=CO2(g)+2Fe3O4(s) △H="b" kJ·mol-1
反應3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)的△H= kJ·mol-1(用含a、b 的代數式表示)。
⑵電子工業(yè)中使用的一氧化碳常以甲醇為原料通過脫氫、分解兩步反應得到。
第一步:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) △H>0
第二步:HCOOCH3(g)CH3OH(g) +CO(g) △H>0
①第一步反應的機理可以用下圖表示:
圖中中間產物X的結構簡式為 。
②在工業(yè)生產中,為提高CO的產率,可采取的合理措施有 。
⑶為進行相關研究,用CO還原高鋁鐵礦石,反應后固體物質的X—射線衍射譜圖如圖所示(X—射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質是否存在,不同晶態(tài)物質出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。反應后混合物中的一種產物能與鹽酸反應生產兩種鹽,該反應的離子方程式為 。
⑷某催化劑樣品(含Ni2O340%,其余為SiO2)通過還原、提純兩步獲得鎳單質:首先用CO將33.2 g樣品在加熱條件下還原為粗鎳;然后在常溫下使粗鎳中的Ni與CO結合成Ni(CO)4(沸點43 ℃),并在180 ℃時使Ni(CO)4重新分解產生鎳單質。
上述兩步中消耗CO的物質的量之比為 。
⑸為安全起見,工業(yè)生產中需對空氣中的CO進行監(jiān)測。
①粉紅色的PdCl2溶液可以檢驗空氣中少量的CO。若空氣中含CO,則溶液中會產生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀,反應轉移電子數為 。
②使用電化學一氧化碳氣體傳感器定量檢測空氣中CO含量,其結構如圖所示。這種傳感器利用原電池原理,則該電池的負極反應式為 。
⑴(2a+b)/3 ⑵①HCHO ②升高溫度,降低壓強
⑶FeAl2O4+8H+=Fe2++2Al3++4H2O ⑷3:8
⑸①0.1mol(或0.1NA) ②CO+H2O-2e-=CO2+2H+(每空2分,共14分)
解析試題分析:⑴將“①×+②×”能得該方程式,根據蓋斯定律可該反應熱△H=(2a+b)/3 kJ·mol-1。
⑵①CH3OH脫氫后生成HCHO;
②根據第一步和第二步的反應特點,可知“升高溫度,降低壓強”能提高CO的產率;
⑶根據“反應后混合物中的一種產物能與鹽酸反應生產兩種鹽”說明該反應的反應物有FeAl2O4、鹽酸,生成物有FeCl2、AlCl3、H2O,據此便可寫出離子方程式。
⑷先確定發(fā)生的兩步反應:3CO+Ni2O3=3CO2+2Ni,Ni+4CO=Ni(CO)4,則這兩步中消耗CO的物質的量之比為3:8。
⑸①根據“PdCl2~Pd~2e-”,則每生成5.3gPd沉淀,反應轉移電子數為。
②CO在負極上發(fā)生氧化反應,據得失電子守恒有CO-2e―――CO2,再據電荷守恒有CO-2e――CO2+2H+,最后據原子守恒得CO+H2O-2e-=CO2+2H+。
考點:考查化學反應基本原理(反應熱的計算、平衡移動原理、離子方程式的書寫、氧化還原反應電子轉移數的計算、電極反應式的書寫等)。
科目:高中化學 來源: 題型:單選題
下列變化中生成物的總能量大于反應物的總能量的是( )
A.H + H = H—H | B.H—Cl =" H" + Cl |
C.Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 ↑ | D.H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)
(1)純水中c(H+)=5.0×10-7mol/L,則此時純水中的c(OH-)= ;
若溫度不變,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10-3mol/L,則c(OH-)= 。
(2)在CH3COONa的溶液中,各離子的物質的量濃度由大到小的順序是 。
(3)明礬的水溶液顯酸性,其原因是(用離子方程式表示) 。
(4)在25℃、101kPa下,0.5mol的甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出352kJ的熱量,則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為 。
(5)1L 1 mol·L-1 H2SO4溶液與2L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全反應,放出114.6kJ熱量,則表示中和熱的熱化學方程式為 。
(6)已知:①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ/mol ;
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534 kJ/mol
則N2H4與NO2與完全反應生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)利用蓋斯定律可以從已經精確測定的反應熱效應來計算難于測量或不能測量的反應的熱效應。已知:N2(g)+ 2O2(g)="=" 2NO2(g) ΔH=" +67.7" kJ·mol-1,
N2H4(g)+ O2(g)="=" N2(g)+ 2H2O(g) ΔH=" -534" kJ·mol-1。
請寫出氣態(tài)肼與NO2氣體完全反應生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式: 。
(2)已知:N≡N的鍵能是946kJ·mol-1,H—H的鍵能為436kJ·mol-1,N—H的鍵
能為393kJ·mol-1,計算合成氨反應生成1molNH3的△H= kJ·mol-1。
(3)現(xiàn)有25℃、pH=13的Ba(OH)2溶液,
①該Ba(OH)2溶液的物質的量濃度為________
②加水稀釋100倍,所得溶液中由水電離出c(OH-)=____________
③與某濃度鹽酸溶液按體積比(堿與酸之比)1 : 9混合后,所得溶液pH=11,該鹽酸溶液的pH=________。
(4)回答醋酸與氫氧化鈉反應的有關問題
①將等體積等物質的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后,溶液呈 (填“酸性”,“中性”或“堿性”,下同),溶液中c(Na+) c(CH3COO-)(填“ >” 或“=” 或“<” )。
②pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后溶液呈 ,溶液中c(Na+)
c(CH3COO-) .
③物質的量濃度相同的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后,溶液中醋酸根離子和鈉離子濃度相等,則混合后溶液呈 ,醋酸體積 氫氧化鈉溶液體積。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,圖b是反應中的CO和NO的濃度隨時間變化的示意圖。根據題意回答下列問題
(1)寫出NO2和CO反應的熱化學方程式 。
(2)從反應開始到平衡,用NO2濃度變化表示平均反應速率v(NO2)= 。
(3)此溫度下該反應的平衡常數K= ;溫度降低,K (填“變大”、“變小”或“不變”)
(4)若在溫度和容積相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應物,測得反應達到平衡吋的有關數據如下表:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
平衡時c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
能量變化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
CO或NO的轉化率 | α1 | α2 | α3 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(10分)化學在生活中有很多的應用,如臭氧可用于空氣凈化、飲用水消毒、工業(yè)廢物處理和作為漂白劑等,氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,具有較高的硬度且耐高溫。
(1)臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質反應。已知:
反應生成3 mol Ag2O(s)時放出的熱量為
反應生成4 mol Ag(s)時吸收的熱量為62.2 kJ,試根據題給數據判斷O3轉化為O2是________(填“放熱”或“吸熱”)反應。
(2)氮化硅()可由石英與焦炭在高溫的氯氣流中通過如下反應制得:
在VL的密閉容器中進行反應,實驗數據如下表:
①實驗l和實驗2表明,________對反應速率有影響,對同一規(guī)律研究的實驗還有一組是________(填實驗序號)。本實驗還研究了_______對反應速率的影響。。
②實驗5中,t1________(填“>”、“<”或“=”)120,平衡時,二氧化硅的轉化率為____________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
已知:稀溶液中,強酸與強堿反應中和熱的數值為57.3kJ/mol。
(1)用0.1molBa(OH)2配成的稀溶液跟足量的稀硝酸反應,放出______kJ的熱量
(2)1L0.1mol/LNaOH溶液分別與①醋酸溶液②濃硫酸③稀硝酸恰好反應時,放出的熱量分別為Q1、Q2、Q3(單位:kJ),則它們由大到小的順序是_________________________
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
【化學——選修2:化學與技術】(15分)
第五主族的磷單質及其化合物在工業(yè)上有廣泛應用。
(1)同磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學方程式為:
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) H
已知相同條件下:
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) △H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) △H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) △H3
用△H1、△H2和△H3表示H,則H= ;
(2)三聚磷酸可視為三個磷酸分子(磷酸結構式如圖)之間脫去兩
個水分子產物,其結構式為 ,三聚
磷酸鈉(俗稱“五鈉”)是常用的水處理劑,其化學式為 ;
(3)次磷酸鈉(NaH2PO2)可用于工業(yè)上的化學鍍鎳。
①化學鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性等條件下發(fā)生下述反應:
(a) Ni2+ + H2PO2-+ → Ni++ H2PO3-+
(b)6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑ 請在答題卡上寫出并配平反應式(a);
②利用①中反應可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金,從而達到化學鍍鎳的目的,這是一種常見的化學鍍。請從以下方面比較化學鍍與電鍍。
方法上的不同點: ;
原理上的不同點: ;
化學鍍的優(yōu)點: 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)某反應過程中的能量變化如圖所示:
寫出該反應的熱化學方程式: 。
(2)0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5 kJ的熱量,其熱化學方程式為 。
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