(11分)以化学反应原理为依据,以实验室研究为基础,可以实现许多化工生产。
I分解水制取氢气的工业制法之一是“硫-碘循环法”,主要涉及下列反应:
(1)分析上述反应,下列判断正确的是____。
a. 循环过程中产生1的同时产生
b. 反应①中还原性比强
c. 循环过程中需补充
d. 反应③易在常温下进行
(2)在一定温度下,向2L密闭容器中加入,发生反应②.物质的量随时间的变化如图所示。内的平均反应速率的转化率=_______
(3)恒温恒容条件下,硫发生转化的反应过程和能量关系如图所示。
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_______;
②恒温恒容时,和充分反应,放出热量的数值比_____(填“大”、“小”或“相等”)
II.氮化硅()是一种新型陶瓷材料,工业上有石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
(1)该反应平衡常数的表达式为K=_______.升高温度,其平衡常数_________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(2)该化学反应速率与反应时间的关系如图所示
时引起突变的原因是_____,引起变化的因素是_____,时引小变化、大变化的原因是_________.
高三化学简答题极难题
(11分)以化学反应原理为依据,以实验室研究为基础,可以实现许多化工生产。
I分解水制取氢气的工业制法之一是“硫-碘循环法”,主要涉及下列反应:
(1)分析上述反应,下列判断正确的是____。
a. 循环过程中产生1的同时产生
b. 反应①中还原性比强
c. 循环过程中需补充
d. 反应③易在常温下进行
(2)在一定温度下,向2L密闭容器中加入,发生反应②.物质的量随时间的变化如图所示。内的平均反应速率的转化率=_______
(3)恒温恒容条件下,硫发生转化的反应过程和能量关系如图所示。
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_______;
②恒温恒容时,和充分反应,放出热量的数值比_____(填“大”、“小”或“相等”)
II.氮化硅()是一种新型陶瓷材料,工业上有石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
(1)该反应平衡常数的表达式为K=_______.升高温度,其平衡常数_________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(2)该化学反应速率与反应时间的关系如图所示
时引起突变的原因是_____,引起变化的因素是_____,时引小变化、大变化的原因是_________.
高三化学简答题极难题查看答案及解析
氢能被视为未来的理想清洁能源,科学家预测“氢能”将是21世纪最理想的新能源。目前分解水制氢气的工业制法之一是“硫—碘循环”,主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2 = H2SO4+2HI Ⅱ 2HIH2+I2
Ⅲ 2H2SO4 = 2SO2↑+O2↑+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是 。
a.反应Ⅲ易在常温下进行 b.反应I中SO2还原性比HI强
c.循环过程中需补充H2O d.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(HI)= 。该温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K= 。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则 是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)SO2在一定条件下可被氧化生成SO3,其反应为:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) △H<0。某科研单位利用原电池原理,用SO2和O2来制备硫酸,装置如图,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
①a电极的电极反应式为 ;
②若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为 。
(4)实际生产还可以用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐,若将其中的SO2全部反应出来,应加入10 mol/L的硫酸溶液的体积范围为 。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
分解水制氢气的工业制法之一是硫——碘循环,主要涉及下列反应:
I SO2+2H2O+I2→H2SO4+2HI
II 2HIH2+I2
III 2H2SO4 → 2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是_________
a.反应III易在常温下进行 b.反应I中SO2还原性比HI强
c.循环过程中需补充H2O d.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应II,H2物质的量随时间的变化如图所示。
0—2min内的平均反应速率v(HI)= _________ 。该温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数表达式为K=_______________________。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则_________是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)SO2在一定条件下可氧化生成SO3,其主反应为:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) + Q,若此反应起始的物质的量相同,则下列关系图正确的是_________ (填序号)
实际工业生产使用的条件是:常压、____________________________________选择该条件的原因是__________________。
(4)实际生产用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐,若将其中的SO2全部反应出来,应加入18.4 mol/L的硫酸溶液的体积范围为______________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
(1)合成氨用的氢气有多种制取方法:请你写出用C制备水煤气的化学反应方程式________。还可以由天然气或重油制取氢气:CH4+H2O(g) 高温催化剂CO+3H2;比较以上两种方法转移6mol电子时,C和CH4的质量之比是________。
(2)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为________。
(3)已知反应Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g) △H=akJ/mol。测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
①该反应的化学平衡常数表达式K=________,a________0(填“>”、“<”或“:”)。在500℃2L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5min后达到平街时CO2的转化率为________,生成CO的平均速率v(CO)为________。
②700℃反应达到平衡后,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有________(填字母)。
A.缩小反应器容积 B.增加Fe的物质的量
C.升高温度到900℃ D.使用合适的催化剂
高三化学计算题极难题查看答案及解析
硫酸参与热化学循环可通过二步循环或三步循环制取氢气,其中三步循环(碘硫热化学循环)原理如下图所示:
(1)“步骤Ⅰ.硫酸热分解”在恒容密闭容器中进行,测得各物质的物质的量分数与温度的关系如下图所示。其在650~1200℃间发生的主要反应的方程式为____。
(2)“步骤Ⅱ.硫酸再生”的离子方程式为____(HI是强酸)。
(3)步骤Ⅲ的反应为2HI(g) H2(g) + I2(g) 。
①若在恒温恒容密闭容器中进行该反应,能说明已达到平衡状态的是___(填序号)。
a.容器内气体的总压强不再随时间而变化
b.n(HI)∶n(H2)∶n(I2)=2∶1∶1
c.反应速率:v(H2)正=v(H2)逆
d.I2(g)浓度不再随时间的变化而变化
②已知断裂(或生成)1mol化学键吸收(或放出)的能量称为键能。相关键能数据如下:
化学键 | H—I | H—H | I—I |
键能/kJ·mol-1 | 298.7 | 436.0 | 152.7 |
则该反应的H为____kJ·mol-1。
(4)将“三步循环”中步骤Ⅱ、Ⅲ用下图装置代替即为“二步循环”。
下列有关该装置的相关说法正确的是____(填序号)。
a.化学能转变为电能
b.催化剂可加快电极上电子的转移
c.反应的总方程式为SO2+2H2O H2+H2SO4
d.每生成1molH2,电路中流过的电子数约为6.02×1023
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
氢气是一种清洁能源,氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)H2S 热分解制氢的原理: 2H2S(g)=2H2(g) + S2(g) △H= 169.8 kJ/mol,分解时常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S 燃烧,其目的是______;燃烧生成的SO2与H2S 进一步反应,硫元素转化为S2,写出反应的化学方程式:________。
(2)氨硼烷(NH3BH3) 是储氢量最高的材料之一,其受热时固体残留率随温度的变化如图甲所示。氨硼烷还可作燃料电池,其工作原理如图乙所示。
①110℃时残留固体的化学式为_________。
②氨硼烷电池工作时负极的电极反应式为_________。
(3)十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体,经历“C10H18- C10H12-C10H8”的脱氢过程释放氢气。己知:
C10H18(l)C10H12(l) +3H2(g) △H1
C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g) △H2
温度335℃、高压下,在恒容密闭反应器中进行液态十氢萘( 1.00 mol) 催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的物质的量n1 和n2随时间的变化关系如图丙所示。图丁表示催化剂对反应活化能的影响。
①△H1___△H2(选填“>”、“=”或“<”)。
② 8 h 时,反应体系内氢气的物质的量为_____mol(忽略其他副反应)。
③ n1 显著低于n2 可能的原因是__________。
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氢气是一种清洁能源,氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)H2S 热分解制氢的原理: 2H2S(g)=2H2(g) + S2(g) △H= 169.8 kJ/mol,分解时常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S 燃烧,其目的是______;燃烧生成的SO2与H2S 进一步反应,硫元素转化为S2,写出反应的化学方程式:________。
(2)氨硼烷(NH3BH3) 是储氢量最高的材料之一,其受热时固体残留率随温度的变化如图甲所示。氨硼烷还可作燃料电池,其工作原理如图乙所示。
①110℃时残留固体的化学式为_________。
②氨硼烷电池工作时负极的电极反应式为_________。
(3)十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体,经历“C10H18- C10H12-C10H8”的脱氢过程释放氢气。己知:
C10H18(l)C10H12(l) +3H2(g) △H1
C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g) △H2
温度335℃、高压下,在恒容密闭反应器中进行液态十氢萘( 1.00 mol) 催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的物质的量n1 和n2随时间的变化关系如图丙所示。图丁表示催化剂对反应活化能的影响。
①△H1___△H2(选填“>”、“=”或“<”)。
② 8 h 时,反应体系内氢气的物质的量为_____mol(忽略其他副反应)。
③ n1 显著低于n2 可能的原因是__________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
二氧化氯(ClO2)是一种广谱、高效的杀菌消毒剂,有与氯气相似的强烈刺激性气味,易溶于水,沸点11℃,遇热不稳定易分解发生爆炸。一种工业制法用硫铁矿(主要成分为FeS2)还原氯酸钠制取二氧化氯,某研究小组在实验室设计如下装置制备ClO2的水溶液。
(1)三颈烧瓶中加入NaClO3溶液、浓H2SO4,通入空气,调节恒温器至60℃,通过固体加料器缓慢匀速加入硫铁矿粉末。反应开始时烧瓶内发生反应的离子方程式如下,请配平该方程式:__ClO3- +__FeS2+__H+=____ClO2+____Fe3++____SO42-+____H2O
(2)装置D的作用是__________。
(3)用上述反应完后的废液(除上述产物外,还有Al3+、Mg2+、H+、Cl-等)可制备摩尔盐,即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称为:___________。
②试剂X是___________,写出发生的主要反应的离子方程式__________。
③为测定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中铁的含量,某实验小组做了如下实验:用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体,配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+,同时,MnO4_被还原成Mn2+。测得消耗KMnO4溶液的平均体积为21.00mL。则该晶体中铁的质量分数为___________。(保留4位有效数字)
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
二氧化氯(ClO2)是一种广谱、高效的杀菌消毒剂,有与氯气相似的强烈刺激性气味,易溶于水,沸点11℃,遇热不稳定易分解发生爆炸。一种工业制法用硫铁矿(主要成分为FeS2)还原氯酸钠制取二氧化氯,某研究小组在实验室设计如下装置制备ClO2的水溶液。
(1)三颈烧瓶中加入NaClO3溶液、浓H2SO4,通入空气,调节恒温器至60℃,通过固体加料器缓慢匀速加入硫铁矿粉末。反应开始时烧瓶内发生反应的离子方程式如下,请配平该方程式:□ClO3- +□FeS2+□H+=□ClO2+□Fe3++□SO42-+□H2O
(2)装置D的作用是。
(3)用上述反应完后的废液(除上述产物外,还有Al3+、Mg2+、H+、Cl-等)可制备摩尔盐,即(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。其操作流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称为:________。
②试剂X是,写出发生的主要反应的离子方程式。
③为测定(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体中铁的含量,某实验小组做了如下实验:用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体,配制成250mL溶液。取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+,同时,MnO4_被还原成Mn2+。测得消耗KMnO4溶液的平均体积为21.00mL。则该晶体中铁的质量分数为________。(保留4位有效数字)
高三化学实验题困难题查看答案及解析
(2014•黄浦区一模)符合目前工业生产实际的化工生产原理是( )
A.合成氨工业中,由于氨易液化,N2、H2循环使用,所以总体上氨的产率很高
B.氯气和氢气混合在光照条件下反应生成氯化氢,用水吸收得到盐酸
C.氯碱工业中,电解槽的阳极区产生NaOH
D.二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫,三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸
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