【題目】運用化學鏈燃燒技術(shù)有利于提高燃料利用率;瘜W鏈燃燒技術(shù)的基本原理是借助載氧劑(如Fe2O3,FeO等)將燃料與空氣直接接觸的傳統(tǒng)燃燒反應分解為幾個氣固反應,燃料與空氣無須接觸,由載氧劑將空氣中的氧氣傳遞給燃料。回答下列問題:
Ⅰ.以Fe2O3作載氧劑的化學鏈燃燒循環(huán)轉(zhuǎn)化反應的部分熱化學方程式如下,循環(huán)轉(zhuǎn)化的原理如圖所示:
①C(s) +H2O(g) = CO(g)+ H2(g) ΔH = akJmol-1
②CO(g)+ H2(g) + O2(g) = CO2(g) +H2O(g) ΔH = bkJmol-1
(1)寫出圖中總反應的熱化學方程式:_____________________________
(2)空氣經(jīng)反應器A后得到的尾氣___________(填“能”或“不能”)直接用作工業(yè)合成氨的原料氣,原因是_____________________。
Ⅱ.用FeO作載氧劑,部分反應的lgKp [K是用平衡分壓(平衡分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))代替平衡濃度]與溫度的關(guān)系如圖所示。
(3)圖中涉及的反應中,屬于吸熱反應的是反應_________________(填字母)。
(4)R點對應溫度下,向某恒容密閉容器中通入1molCO,并加入足量的FeO,只發(fā)生反應CO(g)+ FeO(s) CO2(g) +Fe(s),則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為______________.
Ⅲ.在T℃下,向某恒容密閉容器中加入1molCH4(g)和4mol FeO(s)進行反應:CH4(g) + 4FeO(s) 4Fe(s) +2H2O(g) +CO2(g)。反應起始時壓強為P0,反應進行至10min時達到平衡狀態(tài),測得此時容器的氣體壓強是起始壓強的2倍。
(5)T℃下,該反應的Kp = _____________________.
(6)若起始時向該容器中加入1molCH4(g),4molFeO(s),1mol H2O(g),0.5molCO2(g),此時反應向__________________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行。
(7)其他條件不變,若將該容器改為恒壓密閉容器,則此時CH4的平衡轉(zhuǎn)化率___________(填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】C(s) O2(g) = CO2(g) ΔH = (a + b)kJmol-1 不能 經(jīng)反應器A得到的尾氣中含有少量氧氣,氧氣與氫氣混合可能發(fā)生爆炸 bc 50% P02 正反應 增大
【解析】
Ⅰ(1)應用蓋斯定律進行計算。
(2)空氣經(jīng)反應器A后得到的尾氣,尾氣是氮氣和少量氧氣的混合物,和氫氣接觸,氫氣和氧氣容易發(fā)生爆炸。
Ⅱ(3)反應a,升高溫度,lgKp減小,Kp減。环磻b、c,升高溫度,lgKp增大,Kp增大,再分析每一個反應平衡移動得出結(jié)論。
(4)建立“三步走”,再計算壓強平衡常數(shù),最后得出結(jié)論。
Ⅲ(5)先建立“三步走”,計算消耗的量,再根據(jù)壓強平衡常數(shù)進行計算。
(6)利用壓強之比等于物質(zhì)的量之比,得出此時壓強,再根據(jù)計算此時的壓強常數(shù),與平衡壓強常數(shù)比較,再得出結(jié)論。
(7)利用相當于改變壓強的情況來分析平衡怎樣移動,得出平衡轉(zhuǎn)化率變化。
Ⅰ(1)應用蓋斯定律,第一個方程式加上第二個方程式,得到總反應的熱化學方程式:C(s) O2(g) = CO2(g) ΔH = (a + b)kJmol-1,故答案為:C(s) O2(g) = CO2(g) ΔH = (a + b)kJmol-1。
(2)空氣經(jīng)反應器A后得到的尾氣,尾氣是氮氣和少量氧氣的混合物,和氫氣接觸,氫氣和氧氣容易發(fā)生爆炸,因此不能直接用作工業(yè)合成氨的原料氣,原因是經(jīng)反應器A得到的尾氣中含有少量氧氣,氧氣與氫氣混合可能發(fā)生爆炸,故答案為:不能;經(jīng)反應器A得到的尾氣中含有少量氧氣,氧氣與氫氣混合可能發(fā)生爆炸。
Ⅱ(3)反應a,升高溫度,lgKp減小,Kp減小,平衡逆向移動,逆向是吸熱反應,正向為放熱反應,反應b、c,升高溫度,lgKp增大,Kp增大,平衡正向移動,正向是吸熱反應,即屬于吸熱反應的是反應b、c,故答案為:b、c。
(4)R點對應溫度下,向某恒容密閉容器中通入1molCO,并加入足量的FeO,lgKp=0,Kp=1。
解得x = 0.5mol
,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,故答案為:50%。
Ⅲ.在T℃下,向某恒容密閉容器中加入1molCH4(g)和4mol FeO(s)進行反應:CH4(g) + 4FeO(s) 4Fe(s) +2H2O(g) +CO2(g)。反應起始時壓強為P0,反應進行至10min時達到平衡狀態(tài),測得此時容器的氣體壓強是起始壓強的2倍。
根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比,P0:2P0=1mol:(1-x+2x+x)mol,解得x=0.5mol,
(5)T℃下,該反應的,故Kp = P02,故答案為:P02。
(6)若起始時向該容器中加入1molCH4(g),4molFeO(s),1mol H2O(g),0.5molCO2(g),此時物質(zhì)的量是原來的2.5倍,因此壓強是原來的2.5倍,此時,因此反應向正反應方向進行,故答案為:正反應。
(7)將該容器改為恒壓密閉容器,容器體積變大,相當于在原來容器基礎(chǔ)上減小壓強,平衡正向移動,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故答案為:增大。
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【題目】是一種有機烯醚,可以用烴A通過下列路線制得:
則下列說法正確的是( )
A.的分子式為C4H4O
B.①、②、③的反應類型分別為鹵代、水解、消去
C.A能使高錳酸鉀酸性溶液褪色
D.A的結(jié)構(gòu)簡式是CH2=CHCH2CH3
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【題目】由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣,這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去,產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁,工藝流程如圖1:
(已知:NaCl熔點為801℃;AlCl3在181℃升華;固體直接變?yōu)闅怏w叫做升華)
(1)把NaCl和AlCl3的固體混合物置于如圖2所示的裝置的一端,加熱到___(最低溫度)℃,即可分離NaCl和AlCl3
(2)將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體里,雜質(zhì)隨氣泡上浮除去氣泡的主要成分除Cl2外還含有___;固態(tài)雜質(zhì)黏附于氣泡上,在熔體表面形成浮渣,浮渣中肯定存在的物質(zhì)是___。
(3)用廢堿液處理氣體A的過程中,所發(fā)生反應的離子方程式有:①H++OH-=H2O,②___
(4)鍍鋁電鍍池中,金屬鋁為陽極,熔融鹽電鍍池中存在Na+K+______等離子鋼材表面(電極)的電極反應式為AlCl4-+3e-=Al+4Cl-或___
(5)鋼材鍍鋁后,在表面氧化成致密的___,避免鋼材接觸空氣而防止鋼材被腐蝕。
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【題目】某100mL溶液可能含有Na+、、Fe3+、、、Cl-中的若干種,取該溶液進行連續(xù)實驗,實驗過程如圖(所加試劑均過量,氣體全部逸出)。下列說法正確的是( 。
A.原溶液一定存在 和,一定不存在 Fe3+
B.原溶液可能存在 Cl- 和 Na+
C.原溶液中 c()是 0.01molL-1
D.若原溶液中不存在 Na+,則 c(Cl-)<0.1molL-1
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【題目】某大型化工廠產(chǎn)生的酸性廢液中含有兩種金屬離子:Fe3+、Cu2+,化學小組設(shè)計了如下圖所示的方案對廢液進行處理,以回收金屬,保護環(huán)境。
(1)操作①的名稱是________________, 沉淀A中含有的金屬單質(zhì)有________________。
(2)溶液A中加入H2O2溶液過程中發(fā)生反應的離子反應式________________________________,操作②為持續(xù)加熱保溫,在此過程中溫度不宜過高的原因是________________________________。
(3)檢驗溶液B中含有的金屬陽離子的實驗方法為:取少量溶液B于潔凈的小試管中,加入______試劑,溶液迅速轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>________色,即可檢驗。
(4)操作③中發(fā)生反應的離子方程式為_________________________________________。
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【題目】當不慎有大量Cl2擴散到周圍空間時,處在環(huán)境中的人們可以用浸有一定濃度某種物 質(zhì)水溶液的毛巾捂住鼻子,以防中毒,該物質(zhì)最適宜采用的是
A.NaOHB.NaClC.NaHCO3D.NH3H2O
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【題目】利用如圖所示裝置進行下列實驗,能得出相應實驗結(jié)論的是( )
選項 | ① | ② | ③ | 實驗結(jié)論 |
A | 稀鹽酸 | CaCO3 | Na2SiO3溶液 | 非金屬性:Cl>C>Si |
B | 濃硫酸 | 蔗糖 | Ba(NO3)2溶液 | 驗證SO2與可溶性鋇鹽可生成白色沉淀 |
C | 濃氨水 | 生石灰 | 酚酞溶液 | 氨氣的水溶液呈堿性 |
D | 濃硝酸 | Fe | NaOH溶液 | 鐵和濃硝酸反應可生成NO2 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】利用下圖裝置(夾持裝置略)制取和收集純凈、干燥的氨氣,并探究氨氣的性質(zhì)。
(1)關(guān)閉裝置Ⅰ中的止水夾,向分液漏斗中加適量水,打開活塞,說明Ⅰ氣密性良好的現(xiàn)象是______________________。
(2)利用裝置Ⅰ制取氨氣,不能選用的試劑為濃氨水和________(填字母)。
A.氫氧化鈉 B.堿石灰 C.硝酸鉀 D.生石灰
(3)根據(jù)實驗要求,儀器連接的順序(用字母編號表示):a接________、________接________、______接______。______
(4)收集氨氣,按如圖裝置進行NH3性質(zhì)的探究實驗。
①打開旋塞1,B瓶中的現(xiàn)象是_________________________________________,原因是_____________________________________________,穩(wěn)定后,關(guān)閉旋塞1;
②再打開旋塞2,B瓶中的現(xiàn)象是__________________________________________。
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【題目】甲同學擬通過實驗探究同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,以及影響化學反應速率的因素。其設(shè)計的實驗方案如下,請你幫他填寫完整,并做出評價。
實驗室提供的試劑:鋅塊、鋅粉、鐵條、鐵粉、銅條、NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水、1mol/鹽酸、3mol/L的鹽酸
(1)探究同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
實驗步驟 | 實驗現(xiàn)象 | 實驗結(jié)論及離子反應方程式 |
甲:___ 乙:___ | 離子反應方程式 甲:___ 乙:___ 結(jié)論:鹵素單質(zhì)的氧化性由強到弱的順序為Cl2>Br2>I2 |
評價:甲同學設(shè)計的實驗方案的合理性是___(填序號)
A.非常合理 B.完全不合理 C.部分合理
補充和完善:上一項若填A,則此項不用再作答,若填B或C,則完成實驗還需要的試劑后,有關(guān)反應的離子反應方程式為:___。
(2)探究影響化學反應速率的因素
實驗步驟 | 實驗現(xiàn)象 | 實驗依據(jù)和結(jié)論 |
(金屬質(zhì)量相同,鹽酸均過量) | 均有氣體生成,鋅粉先消失,鋅塊后消失 | 因為乙試管中的反應更快,所以反應物濃度越大,反應速率越快。 |
甲同學所得實驗依據(jù)和結(jié)論有明顯問題,問題是___。
(3)請你利用原電池原理,設(shè)計實驗,比較銅和鐵的金屬活動性。畫出實驗裝置圖,標出正負極、電子流動方向___,寫出電極反應式。電極反應式:____、____。
裝置圖
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