【題目】鐵的許多化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用,如FeCl3是重要的金屬蝕刻劑、水處理劑;影視作品拍攝中常用Fe(SCN)3溶液模擬血液;FeS可用于消除水中重金屬污染等。
(1)已知:①3Cl2(g)+2Fe(s)=2FeCl3(s) ΔH1=akJ·mol-1
②2FeCl2(s)+Cl2(g)=2FeCl3(s) ΔH2=bkJ·mol-1
則2FeCl3(s)+Fe(s)=3FeCl2(s) ΔH3=____。
(2)將c(FeCl3)=0.2mol·L-1的溶液與c(KSCN)=0.5mol·L-1的溶液按等體積混合于某密閉容器發(fā)生反應(yīng):FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,測得常溫下溶液中c(Fe3+)的濃度隨著時間的變化如圖1所示;測得不同溫度下t1時刻時溶液中c[Fe(SCN)3]如圖2所示。
①研究表明,上述反應(yīng)達到平衡后,向體系中加入適量KCl固體后,溶液顏色無變化,其原因是___,根據(jù)圖1分析,在t1、t2時刻,生成Fe3+的速率較大的是____時刻。
②常溫下Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡常數(shù)的值約為___,其它條件不變時,若向容器中加適量蒸餾水,則新平衡建立過程中v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③根據(jù)圖2判斷,該反應(yīng)的ΔH___0(填“>”或“<”),圖中五個點對應(yīng)的狀態(tài)中,一定處于非平衡態(tài)的是___(填對應(yīng)字母)。
(3)利用FeS可除去廢水中的重金屬離子,如用FeS將Pb2+轉(zhuǎn)化為PbS可消除Pb2+造成的污染,當(dāng)轉(zhuǎn)化達到平衡狀態(tài)時,廢水中c(Fe2+)=___c(Pb2+)[填具體數(shù)據(jù),已知Ksp(PbS)=8×10-28,Ksp(FeS)=6×10-18]。
【答案】(0.5a-1.5b)kJ·mol-1 反應(yīng)的本質(zhì)是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,KCl的加入對可逆反應(yīng)狀態(tài)不造成影響 t2 1000 < < a、b 7.5×109
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,可得熱化學(xué)方程式;
(2)①判斷KCl固體對可逆反應(yīng)的影響,t2時生成物濃度比t1時大,逆反應(yīng)速率較大,故生成Fe3+速率較大;
②平衡常數(shù)以此計算;溶液稀釋后Q>K平衡向左移動,v(正)<v(逆);
③隨著溫度的升高反應(yīng)速率加快,故a、b、c c[Fe(SCN)3]增大,隨著溫度升高t1時已達到平衡點,溫度升高c[Fe(SCN)3]減小,則平衡逆移;
(3)由知,,以此分析。
(1)已知:①3Cl2(g)+2Fe(s)=2FeCl3(s) ΔH1=akJ·mol-1
②2FeCl2(s)+Cl2(g)=2FeCl3(s) ΔH2=bkJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律可得ΔH3=(0.5a-1.5b)kJ·mol-1,故答案為:(0.5a-1.5b)kJ·mol-1;
(2)①由于反應(yīng)的本質(zhì)是,因此KCl的加入對可逆反應(yīng)狀態(tài)不造成影響;t2時生成物濃度比t1時大,逆反應(yīng)速率較大,故生成Fe3+速率較大,故答案為:反應(yīng)的本質(zhì)是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,KCl的加入對可逆反應(yīng)狀態(tài)不造成影響;t2;
②由圖Ⅰ知,達到平衡時c(Fe3+)=0.05 mol·L-1,故反應(yīng)中消耗Fe3+的濃度為0.1 mol·L-1-0.05 mol·L-1=0.05 mol·L-1,平衡時c[Fe(SCN)3]=0.05 mol·L-1,c(SCN-)=0.25 mol·L-1-0.15 mol·L-1=0.1 mol·L-1,則平衡常數(shù);溶液稀釋后>K平衡向左移動,v(正)<v(逆),故答案為:1000;<;
③隨著溫度的升高反應(yīng)速率加快,故a、b、c三點c[Fe(SCN)3]增大,隨著溫度升高c時已達到平衡點,溫度升高c[Fe(SCN)3]減小,則平衡逆移,則反應(yīng)ΔH<0,圖中五個點對應(yīng)的狀態(tài)中,處于非平衡態(tài)的是a、b,故答案為:<;a、b;
(3)由可知,,故,故答案為:7.5×109。
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【題目】下列實驗符合操作要求且能達到實驗?zāi)康牡氖牵?/span> )
A.I可用于制備氫氣并檢驗其可燃性
B.II可用于除去CO2中的HCl
C.Ⅲ可用于配制一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液
D.IV可用于制備氫氧化亞鐵并長時間保存
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【題目】回答下列問題:
1L海水在逐漸濃縮過程中析出鹽的種類和質(zhì)量(單位:g)的關(guān)系如下表所示:
海水密度(gmL-1) | CaSO4 | NaCl | MgCl2 | MgSO4 | NaBr |
1.21 | 0.05 | 3.26 | 0.004 | 0.008 | — |
1.22 | 0.015 | 9.65 | 0.01 | 0.012 | — |
1.26 | 0.01 | 2.64 | 0.02 | 0.02 | 0.04 |
1.31 | — | 1.40 | 0.54 | 0.03 | 0.06 |
注:畫“—”的數(shù)據(jù)少于10-4,可以忽略不計。
(1)從海水中獲得粗鹽,一般采用的方法是___。
(2)根據(jù)上表,要獲得雜質(zhì)較少的食鹽,應(yīng)控制海水的最佳密度為___gmL-1(填字母)。
A.1.21 B.1.22 C.1.26 D.1.31
(3)粗鹽中常含有MgCl2、MgSO4、CaCl2等雜質(zhì),要除去這些雜質(zhì),按順序加入的試劑依次為NaOH、BaCl2、___、___等(填化學(xué)式)。
(4)工業(yè)上電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的化學(xué)方程式為___。
(5)鈉元素的一種常見氧化物可作為呼吸面具的供氧劑,寫出該氧化物和CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式___。
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【題目】高溫下,熾熱的鐵與水蒸氣在一個體積可變的密閉容器中進行反應(yīng):3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),下列條件的改變對反應(yīng)速率幾乎無影響的是
A. 把鐵塊換成鐵粉 B. 將容器的體積壓縮至原體積的一半
C. 壓強不變,充入氮氣使容器體積增大 D. 體積不變,充入氮氣使容器壓強增大
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【題目】對于工業(yè)合成氨反應(yīng):N2+3H22NH3,下列說法錯誤的是( )
A.使用合適的催化劑可以加大反應(yīng)速率B.升高溫度可以增大反應(yīng)速率
C.增大N2濃度可以使H2完全反應(yīng)D.增大N2濃度可以增大反應(yīng)速率
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【題目】合成氣轉(zhuǎn)變?yōu)榧状歼^程中,涉及如下反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8kJ/mol,現(xiàn)向體積為2L的恒容絕熱(起始溫度為T)密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2,反應(yīng)經(jīng)5min后達到平衡,測得CO的轉(zhuǎn)化率為50%。下列說法不正確的是
A.在0~5min內(nèi),v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B.當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,CO和H2的物質(zhì)的量之比為1:2
C.其他條件不變時,若將該體系換成恒溫(起始溫度為T)恒容密閉容器,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率將增大
D.5min后,將甲醇液化分離出,此時平衡正向移動,正反應(yīng)速率增大
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【題目】某有機物是藥物生產(chǎn)的中間體,其結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 該有機物能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)
B. 該有機物與濃硫酸混合加熱可發(fā)生消去反應(yīng)
C. 1 mol 該有機物與足量NaOH溶液反應(yīng)最多消耗3 mol NaOH
D. 該有機物經(jīng)催化氧化后能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
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【題目】PHB塑料是一種可在微生物作用下降解的環(huán)保型塑料,其結(jié)構(gòu)簡式為 ,下面有關(guān)PHB的說法不正確的是( 。
A.PHB通過加聚反應(yīng)制得
B.PHB的單體是CH3CH2CH(OH)COOH
C.PHB在微生物作用下的降解產(chǎn)物可能有CO2和H2O
D.PHB是一種聚酯
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【題目】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)信息如下表:
元素 | 相關(guān)信息 |
X | 原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子 |
Y | 基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等 |
Z | 原子半徑在同周期元素中最大 |
M | 逐級電離能(kJ/mol)依次為 578、1 817、2 745、11 575、14 830、18 376 |
Q | 基態(tài)原子的最外層p軌道上有兩個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反 |
R | 基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子 |
請用化學(xué)用語填空:
(1)請寫出Q元素基態(tài)原子的外圍電子排布圖:_______。
(2)X、Y、Z、M四種元素的原子半徑由大到小的順序是__________(用元素符號表示)。
(3)R元素可形成R2+和R3+,其中較穩(wěn)定的是R3+,原因是__________。
(4)寫出Z元素的原子核外電子排布式_________。
(5)Q元素原子的未成對電子個數(shù)是________ 個。
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