為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變,并采取相應(yīng)措施;瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定,也可進行理論推算。
(1)實驗測得,1 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7 kJ的熱量,試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式__________________________________
(2)已知反應(yīng)CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)+H2(g),有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。
化學(xué)鍵 | C—H | C=C | C—C | H—H |
鍵能/kJ·mol-1 | 414.4 | 615.3 | 347.4 | 435.3 |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)
Ⅰ.氯堿工業(yè)中常用離子交換膜法電解制堿(如圖1所示)。
。1)寫出圖1中陰極的電極反應(yīng)式 。
(2)已知陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。工業(yè)上若用圖2裝置電解飽和Na2SO4溶液來生產(chǎn)純凈的NaOH和H2SO4,則該裝置最主要的缺陷是 。
Ⅱ.輝鉬礦(MoS2)是一種重要的礦物。圖3是輝鉬礦多層焙燒爐的示意圖,其中1,2,3,…是爐層編號。580,600,610,…是各爐層的溫度(℃)。圖4給出了各爐層固體物料的物質(zhì)的量百分含量。
已知:MoS2焙燒生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H1=-1011KJ/mol;MoO2氧化生成1molMoO3的反應(yīng)熱△H2=-154KJ/mol。試回答:
(1)驗證輝鉬礦焙燒生成的氣體是SO2而不是SO3的方法是 。
(2)輝鉬礦焙燒生成的氣體能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色,用化學(xué)方程式表示褪色的原因 。
(3)第6爐層存在的固體物質(zhì)分別是MoS2、MoO3、MoO2,則它們的物質(zhì)的量之比為 。
(4)圖4表明,中間爐層(4~6)可能存在一種“固體+固體→固體+…”的反應(yīng),請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一。
I.工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法:
① 用焦炭跟水反應(yīng): C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g);
② 用天然氣跟水蒸氣反應(yīng):CH4(g)+ H2O(g) CO (g)+ 3H2(g)
已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如下圖,則方法②中反應(yīng)的ΔH =__________ ___。
Ⅱ.在3個1L的密閉容器中,同溫度下、使用相同催化劑分別進行反應(yīng):
3H2(g)+ N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,反應(yīng)達到平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)為:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應(yīng)物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 |
達到平衡的時間(min) | t | 5 | 8 |
平衡時N2的濃度(mol·L-1) | c1 | 3 | |
N2的體積分?jǐn)?shù) | ω1 | ω2 | ω3 |
混合氣體密度(g·L-1) | ρ1 | ρ2 | |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究表明豐富的CO2完全可以作為新碳源,解決當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的碳源(石油和天然氣)到本世紀(jì)中葉將枯竭的危機,同時又可緩解由CO2累積所產(chǎn)生的溫室效應(yīng),實現(xiàn)CO2的良性循環(huán)。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230℃催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。下圖表示恒壓容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2轉(zhuǎn)化率達80%時的能量變化示意圖。
①寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
②能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 。
a.容器中壓強不變 b.H2的體積分?jǐn)?shù)不變
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不變
e.2個C=O斷裂的同時有6個H-H斷裂。
(2)人工光合作用能夠借助太陽能,用CO2和H2O制備化學(xué)原料.下圖是通過人工光合作用制備HCOOH原理的示意圖。根據(jù)要求回答問題:
①該過程是將 轉(zhuǎn)化為 。(以上兩空選填“電能”“太陽能”“化學(xué)能”)
②催化劑b表面的電極反應(yīng)方程式為 。
(3)某國科研人員提出了使用氫氣和汽油(汽油化學(xué)式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解決汽車CO2的排放問題。該方案主要利用儲氫材料CaH2產(chǎn)生H2和用汽油箱貯存汽油供發(fā)動機使用,儲氫系統(tǒng)又捕集汽油燃燒產(chǎn)生的CO2,該系統(tǒng)反應(yīng)如下圖所示:
解決如下問題:
①寫出CaH2的電子式 。
②反應(yīng)1中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是: 。
③如該系統(tǒng)反應(yīng)均進行完全,試寫出該系統(tǒng)總反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氨是重要的化工產(chǎn)品和化工原料。
(1)氨的電子式是 。
(2)已知:
①合成氨的熱化學(xué)方程式是 。
②降低溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K .(填“增大”、“減小’’或“不變”)。
(3)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物,以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液,可制造出既能提供電能,又能固氮的新型燃料電池,裝置如圖l所示。
電池正極的電極反應(yīng)式是 ,A是 。
(4)用氨合成尿素的反應(yīng)為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+ H2O(g)。工業(yè)生產(chǎn)時,原料氣帶有水蒸氣。圖2表示CO2的轉(zhuǎn)化率與氨碳比、水碳比的變化關(guān)系。
①曲線I、II、III對應(yīng)的水碳比最大的是 。
②測得B點氨的轉(zhuǎn)化率為40%,則x1 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意圖如下:
(1)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生:
Fe+2Fe3+=3Fe2+
2TiO2+(無色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無色)+Fe2++2H+
加入鐵屑的作用是 。
(2)在②→③工藝過程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠,該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在 范圍。
(3)若把③中制得的固體TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的雜質(zhì),還可制得鈦白粉。已知25 ℃時,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)K= 。
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
寫出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式: 。
(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據(jù)綠色化學(xué)理念,該工藝流程中存在的不足之處是 (只要求寫出一項)。
(6)依據(jù)下表信息,要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4,可采用 方法。
| TiCl4 | SiCl4 |
熔點/℃ | -25.0 | -68.6 |
沸點/℃ | 136.4 | 57.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
利用N2和H2可以實現(xiàn)NH3的工業(yè)合成,而氨又可以進一步制備硝酸,在工業(yè)上一般可進行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列問題:
(1)已知:N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為
。
(2)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)的影響。
實驗結(jié)果如圖所示:
(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量)
①圖像中T2和T1的關(guān)系是:T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“無法確定”)
②比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是(填字母)。 。
③若容器容積為1L,在起始體系中加入1mol N2 ,n=3mol反應(yīng)達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則此 條件下(T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。保持容器體積不變,再向容器中加入1mol N2,3mol H2反應(yīng)達到平衡時,氫氣的轉(zhuǎn)化率將
(填“增大”、“減”或“不變”)。
(3)N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。
①一定溫度下,在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)
t/s | 0 | 50 | 100 |
c(N2O5)/mol·L—1 | 5.0 | 3.5 | 2.4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知化學(xué)能與其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化。填寫下表的空白:
化學(xué)反應(yīng)方程式(例子) | 能量轉(zhuǎn)化形式 |
① | 由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 |
②Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O | |
③CaCO3CaO+CO2↑ | |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
中科院大氣研究所研究員張仁健課題組與同行合作,對北京地區(qū)PM2.5化學(xué)組成及來源的季節(jié)變化研究發(fā)現(xiàn),北京PM2.5有6個重要來源,其中,汽車尾氣和燃煤分別占4%、18%
(1)用于凈化汽車尾氣的反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),已知該反應(yīng)在570K時的平衡常數(shù)為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。下列說法正確的是:________
A.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO |
B.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度 |
C.增大壓強,上述平衡右移,故實際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率 |
D.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑 |
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