向50mL NaOH溶液中通入一定量的CO2(假设溶液体积不变),随后取溶液10mL,将其稀释至100mL,并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol•L﹣1的盐酸,产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加盐酸的体积关系如图所示。
(1)写出OA段所发生反应的离子方程式: .
(2)NaOH在吸收CO2后,所得溶液的溶质为 ,其物质的量浓度之比为 .
(3)产生的CO2体积(标准状况下)为 .
(4)原NaOH溶液的物质的量浓度为 .
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图一是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,回答下列问题:
图一
(1)图一中气体A的俗称是_______________
(2)合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。已知有一组数据:破坏1mol氮气中的化学键需要吸收946 kJ能量;破坏0.5mol氢气中的H-H键需要吸收218kJ的能量;形成氨分子中1 mol N-H键能够释放389kJ能量。图二表示合成氨工业过程中能量的变化,请将图中①、②的能量变化的数值,填在下边的横线上。
图二
①________kJ ,②________kJ
(3)煤化工产业的重要产品之一甲醇,是一种新型的汽车动力燃料,发达国家等一般通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的化学方程式为:CO (g) + 2H2(g)CH3OH(g)
①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_______;
A. 容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B. 2v(H2)正 = v(CH3OH)逆
C. 容器中气体的压强保持不变
D. 单位时间内生成n molCO的同时生成2n mol H2
②在容积固定的恒温密闭容器中充入CO和H2发生上述反应,反应在第4 min时候达到其限度,此时容器中压强与反应前之比为3︰5,容器内物质的各种物质的量浓度如下表:
时间/浓度 | c(CO)(mol/L) | C(H2 )(mol/L) | c(CH3OH)(mol/L) |
起始 | 0.200 | 0.300 | 0.000 |
第4 min | a | b | c |
则b=__________________
(4)甲醇—空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,其工作原理如下图所示,该燃料电池的电池反应式为2CH3OH (g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l),则负极的电极反应式为______________________,正极附近pH值_______________(填写“增大”、“减小”或者“不变”)
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(I)(12分)含硫化合物的种类很多,现有SO2、Na2SO3、H2SO4、CuSO4这4种常见的含硫化合物。回答下列问题:
(1)为进一步减少SO2的污染并变废为宝,我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。写出该反应的化学方程式:___________________。
(2)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:
Na2SO3+ KIO3+ H2SO4 = Na2SO4 + K2SO4 + I2+ H2O。
①配平上面的氧化还原反应方程式。
②其中氧化剂是________,若反应中有5 mol电子转移,则生成的碘单质是________mol。
(3)向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体,有白色沉淀生成。此沉淀是______。
A.BaSO4 B.FeS C.BaSO3 D.S
(4)常温下,将铁棒置于浓硫酸中,无明显现象,课本上解释为发生了钝化,但有人认为未发生反应。为验证此过程,某同学经过思考,设计了如下实验:将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中,若铁棒表面________________,则发生了钝化。
(II)(6分)A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数,而B的核电荷数比A大2,C原子的电子总数比B原子电子总数多4,1molA单质跟盐酸反应可置换出11.2L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子.试回答:
(1)A是 元素,C是 元素.
(2)分别写出A、B最高价氧化物对应水化物分别跟C的气态氢化物水溶液反应的离子方程式: 、 。
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(10分)合理地开发和利用资源、能源,节能减排,保护环境,是人类社会可持续发展的基础。氢气是理想的能源之一,科学家最近研制出利用太阳能产生激光、并在二氧化钛( TiO2)表面使海水分解得到氢气的新技术。
(1)水分子分解时,断裂的化学键是H—O键,此时需要_______(填“放出”或“吸收”)能量。水分解生成氢气和氧气的反应属于__________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)氢气是理想的清洁燃料的原因主要有:一是其完全燃烧放出的热量是等质量汽油完成燃烧放出热量的3倍多,二是制取它的原料是水、资源不受限制,三是它______________,不会污染环境。
生物质含有葡萄糖、淀粉和纤维素等糖类,也称碳水化合物,绿色植物将二氧化碳和水变成碳水化合物的过程称为__________________。
(3)氢能开发的首要问题是研究如何以水为原料制取氢气。下列有关制取氢气的研究方向可行的是___________(填字母)。
a.组成水的氢、氧都是可燃的,可以研究在水不分解的情况下,使氢气成为燃料
b.寻找高效的催化剂,使水分解产生氢气,同时释放出热量
c.寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
d.寻找更多的的化石燃料,利用其燃烧放热,使水分解产生氢气
(4)汽车或某些工业生产的尾气中含有的氮氧化物NOx(即NO和NO2的混合物),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。
①大量的氮氧化物排放到空气中会导致的主要环境问题有形成酸雨、________(填—项)。
②已知在催化剂和加热条件下,NO与NH3反应的化学方程式为:6NO+4NH35N2+6H2O
某研究小组按下列过程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能:
若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞试液的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是_________________。
③工业上常用Na2CO3溶液吸收处理某些尾气中的NOx。己知:
NO不能直接与Na2CO3溶液反应;
NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2;
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2。
则当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,x的取值范围是_____________。
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(11分)下表是元素同期表的一部分,表中每一序号分别代表一种元素。
(1)元素③位于第2周期、_____族,该元素属于_____(填“金属”或“非金属”)元素。
(2)元素④的最高价氧化物对应的水化物的化学式是________。元素②、⑦、⑧的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是___________(填物质名称)。
(3)表中所列8种元素中,原子半径最小的元素是________(填元素符号)。由⑤和⑧两种元素形成的化合物中,含有的化学键是_________(填“离子键”或“共价键”)。
(4)含有元素④的化合物在灼烧时,火焰的颜色为_________。元素⑤的单质在空气中燃烧时,会发生的现象有放热、产生大量的白烟和_________________。
(5)在元素②、⑥、⑦的最高价氧化物中,能够与水反应生成强酸的氧化物是_______(填化学式),能够用于制造耐火材料的物质是___________(填化学式)。
(6)只含有元素①、③、⑧的一种常见的盐的化学式是____________。
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(14分)运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3; 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时,混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H 0(填 “>”或“<”);若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡 移动(填“向左”“向右”或“不移动”)
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1,K2,则K1 K2;温度为T1时,反应进行到状态D时, (填“>”“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,
①如图是一定的温度和压强下N2(g)和H2(g)反应生成lmol NH3(g)过程中能量变化示意图,图中E1、E2分别表示的意义是____________、____________
②请写出工业合成氨的热化学方程式: (△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示)
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(10分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(oC) | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
平衡总压强(kPa) | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡气体总浓度(×10-3mol/L) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
(1)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
A.v(NH3)=2 v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
D.密闭容器中气体密度不变
(2)根据表中数据,写出15.0℃时的分解平衡常数计算表达式及结果(结果保留三位有效数字):_______________。
(3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0,熵变△S___0(填>、<或=)。
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(6分)如图所示,向A中充入1mol X和1mol Y,向B中充入2mol X和2mol Y,起始时,V(A)=V(B)=a L。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下述反应:
X+Y2Z+W △H<0(X、Y、Z、W均为气体),
达到平衡时,V(A)=1.2aL,试回答:
(1)A中X的转化率α(A)=________;
(2)A、B中X转化率的关系:α(A)_________ α(B)(填“>”、“=”“<”);
(3)打开K,一段时间又达到平衡时,A的体积为_______L(连通管中气体体积不计)
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(10分)反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在容积不变的密闭容器中达平衡,且起始时A和B的物质的量之比为a:b,则:
(1)平衡时,A、B转化率之比是_________。
(2)若同等倍数地增大A、B的物质的量浓度,使A与B转化率同时增大,(a+b)与(c+d)所满足的关系是___________。
(3)若a=2 b=1 c=3 d=2在甲、乙、丙、丁4个容器中A的物质的量依次是2mol、1mol、2mol、1mol,B物质的量依次是1mol、1mol、2mol、2mol,C、D物质的量均为0,则在同条件下达平衡时B的转化率由大→小顺序_________,A的转化率由大→小顺序__________。
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(14分)在一定条件下,将2molA和2molB混合于容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末反应达到平衡状态时,生成0.8molD,同时测得C的浓度为0.4mol/L。请填写下列空白:
(1)x=______;用D的浓度变化表示的化学反应速率为_____________。
(2)A的平衡浓度为_______,B的转化率为__________。
(3)如果增大体系的压强,则平衡体系中C的体积分数将____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行,起始时加入C和D各mol,要使平衡时各物质的体积分数与原平衡时完全相同,则还应加入______物质________mol。
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