恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示:[已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H=-196.9kJ/mol]
请回答下列问题:
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:_______________________;△H2=_______________;
(2)恒温恒容时,1mol SO2和2mol O2充分反应,放出热量的数值比|△H2|______(填 “大”、“小”或“相等”).
(3)恒容条件下,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的有______。
a.升高温度 b.充入He气 c.再充入1mol SO2(g)和1mol O2(g) d.使用催化剂
(4)某SO2(g)和O2(g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率v与时间的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2(g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是______;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是______。
(5)含硫废弃的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键,工业脱除废气中SO2的原理如下:
①用纯碱溶液吸收SO2,将其转化为HSO3-,该反应的离子方程式为___________________________;
②若石灰乳过量,将其产物再导入吸收池,其中可用于吸收SO2的物质的电子式是____________。
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(12分)聚合氯化铁铝(简称PAFC),其化学通式为[FexAly(OH)aClb·zH2O]m。某同学为测定其组成,进行如下实验:
①准确称取4.505 0 g样品,溶于水,加入足量的稀氨水,过滤,将滤渣灼烧至质量不再变化,得到2.330 0 g固体。
②另准确称取等质量样品溶于水,在溶液中加入适量Zn粉和稀硫酸,将Fe3+完全还原为Fe2+。用0.100 0 mol·L-1标准KMnO4溶液滴定Fe2+,消耗标准溶液的体积为20.00 mL。
③另准确称取等质量样品,用硝酸溶解后,加入足量AgNO3溶液,得到4.305 0 g白色沉淀。
(1)若滴定管在使用前未用KMnO4标准溶液润洗,测得的Al3+含量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2)实验室检验Fe3+常用的方法是__________________。
(3)通过计算确定PAFC的化学式(写出计算过程;m为聚合度,不必求出)。
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硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)均属于硼族元素(第IIIA族),他们的化合物或单质都有重要用途。回答下列问题:
(1)写出基态镓原子占据的最高能层符号为________,基态铝原子有____个不同能级;基态镓原子的核外电子排布式为 。
(2)已知:无水氯化铝在178℃升华,它的蒸气是缔合的双分于(Al2Cl6),更高温度下Al2Cl6则离解生成A1Cl3单分子。
①固体氯化铝的晶体类型是 ;
②写出Al2Cl6分子的结构式 ;
③单分子A1Cl3的立体构型是 ,缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是 。
(3)晶体硼的结构单元是正二十面体的原子晶体,其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角各有一个原子,则这个基本结构单元由____个1硼原子组成,共含有____B-B键。
(4)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料,它是通过高温氢气氛围下(750℃)三溴化硼和三溴化磷反映值得的。BP晶胞如图所示。
①在BP晶胞中B的堆积方式为____。
②当晶胞晶格参数为acm(即途中立方体的每条边长为acm)时,磷化硼晶胞的密度为____。
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近年全国各地雾霾严重,为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物等污染物是一项重要而艰巨的工作。
I.氮氧化物的研究
(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应: 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),下列状态能说明该反应达到化学平衡的是_______
A.混合气体的密度保持不变 B.NO的转化率保持不变
C.NO和O2的物质的量之比保持不变 D.O2的消耗速率和NO2的消耗速率相等
(2)已知反应:2NO(g) N2(g)+O2(g) ΔH<0,在不同条件时N2的体积分数随时间(t)的变化如图所示。根据图象可以判断曲线R1、R2对应的下列反应条件中不同的是______ (填字母序号)。
A.压强 B.温度 C.催化剂
根据如图中的能量变化数据,计算反应:
2NO(g) N2(g)+O2(g) 的ΔH=__________
II.碳氧化物的研究
(3)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,现在体积为1L的恒容密闭容器(如图甲)中通入1molCO和2molH2,测定不同时间、不同温度(T)下容器中CO的物质的量,如下表:
请回答:
①T1_____ T2(填“>”或“<”或“=”),理由是____________________。已知T2℃时,第20min时容器内压强不再改变,此时H2的转化率为_________,该温度下的化学平衡常数为________ 。
②若将1molCO和2molH2通入原体积为1L的恒压密闭容器(如图乙)中,在T2℃下达到平衡,此时反应的平衡常数为_________;若再向容器中通入l mol CH3OH(g),重新达到平衡后,CH3OH(g)在体系中的百分含量_________(填“变大”或“变小”或“不变”)。
③以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池。以此电池作电源,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程(装置如图所示)。其中物质b是________,阳极电极反应为________。
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某工厂对工业污泥中的Cr元素回收与再利用的工艺如下(己知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子 | Fe3* | Fe2+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
开始沉淀时 的pH | 1.9 | 7.0 | — | 一 | — |
沉淀完全时 的pH | 3.2 | 9.0 | 11.1 | 8 | 9 (>9溶解) |
(1)实验室用98% (密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸配制200mL4.8 mol·L-1的硫酸溶液,配制时需要量取98%的浓硫酸的体积为_________mL (保留小数点后一位小数),所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还需__________________________________。
(2)在上述配制稀硫酸过程中,会导致所配溶液浓度偏小的操作是____________________(填序号)
a.定容时俯视刻度线 b.量取浓硫酸时,俯视刻度线
c.当容置瓶中液体占容积2/3左右时,未振荡摇匀 d.转移溶液时,没有等溶液冷却至室温
(3)加入H2O2的作用一方面是氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr (CrO42-或Cr2O72-),以便于与杂质离子分离;另一方面是_____________________________。(离子方程式表示)
(4)调节溶液的pH=8除去的杂质离子是___________________。
(5)钠离子交换树脂的原理为:Mn++nNaR→MRn +nNa+,被交换的杂质离子是_____________________。
(6)通SO2气体时,还原过程发生以下反应(填写缺项物质并配平)
____________________________________________________________Na2SO4.
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[化学——选修2:化学与技术]
聚合硫酸铁(PFS)是谁处理中重要的絮凝剂,下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题
(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为_________。粉碎过筛的目的是_______
(2)酸浸时最合适的酸是_____,写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是_________,下列氧化剂中最合适的是____________(填标号)。
A.KMnO4 B. C. D.
(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则_______。
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是______。
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为(n为物质的量)。为测量样品的B值,取样品mg,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用c的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH溶液,已知该样品中Fe的质量分数w,则B的表达式为__________
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(18分)水是组成生命体的重要化学物质,有关水的反应有很多。
(1)水分子的空间构型为___________;水分子自身作用会生成阴、阳两种离子,其中阴离子的电子式是___________
(2)如图是某品牌饮用矿泉水标签的部分内容。请计算一瓶合格的这种矿泉水中硫酸根离子的物质的量不能超过___________。
(3)标况下将a L氨气溶于1L水中,得到的溶液密度为b g·cm﹣3。用化学方程式表示氨气溶于水显碱性的原因___________该溶液的物质的量浓度为___________mol·L﹣1。
(4)已知M是生活中常见的一种金属,将44.8 g M完全溶于很稀的过量硝酸,向所得溶液中加入足量固体烧碱并加热,放出6.72 L(标准状况)气体。M溶于该很稀的硝酸的离子方程式为___________________。M与水在高温条件下,生成1g气体吸热a kJ,写出该反应的热化学方程式_________________________________。
(5)味精是常用的调味品,当前味精生产主要采用淀粉发酵法,其中第一步是使淀粉水解为单糖。
①淀粉发生水解反应的化学方程式是_________________________________
②实验室中检验淀粉水解产物应选用的试剂可以是___________ (填字母)·
A.NaOH溶液、氨水、AgNO3溶液 B.H2SO4溶液、氨水、AgNO3溶液
C.NaOH溶液、CuSO4溶液 D.H2SO4溶液、CuSO4溶液
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MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的 __________________(写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式________________________________________。
(3)已知第③步蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH外,还含有一种固体,则第③步反应的离子方程式为______________________________________________________________。
(4)若粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,经过滤得到8.7g MnO2,并收集到0.224LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要____________mol NaClO3。
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海水中有非常丰富的化学资源。
(一)从海水中提取镁可按如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②向引入的海水中加入石灰乳,沉降、洗涤、过滤沉淀物:③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥;④加热,将MgCl2·6H2O晶体转化为无水MgCl2⑤电解得到产物。
(1)以上提取镁的全过程中,没有涉及的化学反应类型是__________(填字母)
A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.复分解反应
(2)步骤中多次进行过滤,实验室进行过滤时用到的玻璃仪器主要有____________。
(3)某兴趣小组模拟步骤④设计下图装置进行实验,
该装置中A的作用是______________________________________。
(4)下列关于提取镁的说法中,正确的是__________(填字母)
A.此法的优点之一是原料取自大海 B.进行①②③步骤的目的是富集MgCl2
C.可用电解熔融氧化镁的方法制取镁 D.将氯气循环利用,可提高经济效益
(二)从海水中得到的某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾,先将样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。
(1)起始滤液的pH________7 (填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是(用离子方程式表示)__________________________________。
(2)试剂Ⅱ的化学式为___________,②中加入试剂Ⅱ的目的是_______________;③中发生反应的离子方程式为____________________;
(3)某冋学称取提纯的产品0.6984g,溶解后定容在100mL容量瓶中,每次取25,00mL
溶液,用0.1000mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为22.50mL,该产品的纯度为___________________。
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化合物M是一种常用的液晶材料。以苯的同系物A、G为原料合成M的一种路线(部分反应条件略去)如下:
已知:+, 回答下列问题:
(1)M的结构简式为________ ,A的名称为___________。
(2)D中官能团的名称是________
(3)②的反应类型是_________,⑥的反应类型是___________。
(4)⑤的化学方程式为_______________。
(5)满足以下条件的B的同分异构体有_______________种(不考虑立体异构)。
①能与氯化铁溶液发生显色反应;②苯环上只有两个取代基;③除苯环以外没有其它环状结构
(6)参照上述合成路线,设计一条由苯乙烯和甲苯为起始原料制备的合成路线:_______________
[示例:]
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