(10分)哈伯因发明了氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖,。右图表示某温度时,向1L容器中加入1mol氮气,3mol氢气,该反应在110S内反应进行的程度:
(1)此反应在50~60s时化学平衡常数为=________(列出计算式不用试算)。
(2)反应进行到60s时,改变的条件可能是________。
A.加入催化剂 B.扩大容器的体积
C.升高温度 D.减小氨气的浓度
在该条件下,氮气的化学反应速率________(填“变小”、“变大”或“不变”)
(3)该反应在80S后化学平衡常数为,则________(填“>”,“<”或“=”),此时氮气的转化率为________。
(4)若在110s后向该平衡体系中再加入1mol氨气,则再次达平衡后,氨气在平衡体系中的体积分数________。(填“变小”、“变大”或“不变”)
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(10分)工业上金属的冶炼过程复杂。
(1)炼铁涉及的2个热化学方程式:
则反应的________。
(2)工业上电解硫酸锌溶液可实现湿法炼锌(控制条件,使难放电、阳极电极不溶解)。写出电解总方程式________。
(3)将干净的铁片浸于熔融的液态锌水中可制得镀锌钢板,这种钢板具有很强的耐腐蚀能力。镀锌钢板的镀层一旦被破坏后,锌将作为原电池的________极发生________反应。(填“氧化”或“还原”)
(4)实验室用镀锌钢板与稀硫酸制取标准状况下的氢气4.48L,则该反应转移的电子数为
________ ,消耗硫酸的物质的量是________。
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研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为______________________。利用反应6NO2+8NH3 7N2+12 H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是__________L。
2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=_________kJ·mol、1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1︰2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1︰6,则平衡常数K=__________________。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH___________0(填“>”或“ <”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是________________________。
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纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
①2Cu(s)+O2(g)===Cu2O(s) ΔH=-169 kJ·mol-1,
②C(s)+O2===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1,
③2Cu(s)+ O2(g)===2CuO(s) ΔH=-314 kJ·mol-1
(1)则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为______________________。
(2)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
①甲池为__________(填“原电池”“电解池”或 “电镀池”),A电极的电极反应式为______________
②丙池中电池总反应的离子方程式:_______________________
③当乙池中C极质量减轻10.8 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为______mL(标准状况)。
④一段时间后,断开电键K,下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是________(填选项字母)。
A.CuO B. Cu C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
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【化学——选修3:物质结构与性质】某配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4︰4︰5︰1︰1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素的外围电子排布为(n-1)d n+6nsl。回答下列问题。
(1)元素D在周期表中的位置是 ,B原子的外围电子排布图为 。E原子的核外有 种不同运动状态的电子,B和C的第一电离能大小关系是 。(用元素符号表示)
(2)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1︰1和l︰2,写出原子个数比为1︰1的化合物的电子式 ,两种化合物可以任意比互溶,解释其主要原因为 。
(3)该配位化合物的化学式为 。
(4)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为 ,用电子式表示化合物Na2D的形成过程 。
(5)已知E的晶胞结构如图所示,此晶胞立方体的边长为a cm,E单质的密度为ρ g·cm-3,则阿伏伽德罗常数为 (用a、ρ表示)。该晶胞配位数为 ,EDC4常作电镀液,其中DC42-的空间构型是 ,其中D原子的杂化轨道类型是 。若电解EDC4的水溶液,则电解总反应的化学方程式为 。
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科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”,其简单流程如图所示部分(条件及物质未标出)。
(1)已知:CH4、CO、H2的燃烧热分别为890.3 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1,则上述流程中第一步反应2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH= 。
(2)工业上可用H2和CO2制备甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某温度下,将1 mol CO2和3 mol H2充入体积不变的2 L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下:
① 用H2 表示前2 h平均反应速率v(H2)= 。
② 该温度下CO2的平衡转化率为 。
(3)在300 ℃、8 MPa下,将二氧化碳和氢气按物质的量之比为1∶3通入一密闭容器中发生(2)中反应,达到平衡时,测得二氧化碳的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH4(g)+4H2O(g) ΔH。在0.1 MPa时,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系:
①该反应的ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。
②曲线c表示的物质为 。
③为提高H2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是 ,用平衡移动原理说明理由 。
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(1)在某容积不变的密闭容器中,有可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s)△H<0如图某反应过程中各物质物质的量n(mol)随时间t的变化曲线图。
①该反应的平衡常数表达式为(各物质浓度的指数用数值表示):。
②若充入A,K值________(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小、不变);正反应速率____(填增大、减小、不变)。
③若体积为10升的密闭容器中,500℃、有催化剂存在的条件下,根据图示回答下列问题:在0~15min内的平均反应速率:v(B)=________
(2)对于某可逆反应:A(g)+B(g)2C(g) △H<0。若该反应的正反应速率与时间的关系如图所示。在其它条件不变的情况下,请填空:
①写出t2时改变的条件可能是:________(用文字表达);
②t4时改交的条件可能是________(用编号表示,多选扣分)
A.增大压强 B.减小压强
C.使用催化剂 D.升高温度
E.增大A的浓度
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(共12分)
(1)以CO2为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点,CO2加氢制取低碳醇的反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式_______________
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是铁的一种重要化合物,具有极强的氧化性
①电解法是工业上制备K2FeO4的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液,然后在阳极溶液中加入KOH。电解时阳极发生反应生成FeO42-,该电极反应式为_________________
②与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作正极材料,其电极反应式为FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,则该电池总反应的离子方程式为__________________
(3)amol FeS与bmol FeO投入到VL、C mol/L的硝酸溶液中充分反应产生NO气体,所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液,则反应中未被还原的硝酸可能为_____
①(a+b)×63g ②(a+b)×189g ③(a+b)mol ④VC-mol
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(10分)在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0 。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示,请回答下列问题:
⑴ 根据下图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(NH3)=______________________________
⑵ 该反应450℃的平衡常数________500℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
⑶ 下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中气体的分子总数不随时间而变化
⑷ 第5分钟末,保持恒温恒压,若继续通入0.2mol的N2和0.6mol的H2,平衡_______________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。
⑸ 第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3浓度约为0.25mol/L),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
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(14分)某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答:
I.用图1所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是________(填字母序号)。
A.铝 B.石墨 C.银 D.铂
(2)N极发生反应的电极反应式为________。
(3)实验过程中,SO42-________(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象有。
II.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中,X极区溶液的pH________(填“增大” 、“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe - 6e- + 8OH- =FeO42- + 4H2O 和
4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ , 若在X极收集到672 mL气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少________ g。
(6)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:
2K2FeO4 + 3Zn =Fe2O3 +ZnO +2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应式为________。
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