【題目】新舊動能轉(zhuǎn)換工程之一是新能源新材料的挖掘和應(yīng)用。乙二醇是重要的化工原料, 煤基合成氣(CO、H2)間接制乙二醇具有轉(zhuǎn)化率高、回收率高等優(yōu)點,是我國一項擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的世界首創(chuàng)技術(shù),制備過程如下:
反應(yīng) I:4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g)4CH3ONO(g)+2H2O(g) △H1 =akJ·mol-1
反應(yīng) II:2CO(g)+2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l)+2NO(g) △H2=b kJ·mol-1
反應(yīng) III:CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g)HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g) △H3=c kJ·mol-1
(1)請寫出煤基合成氣[n(CO):n(H2)= 1:2]與氧氣間接合成乙二醇的總熱化學(xué)方程式:__,該反應(yīng)在較低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,則ΔH___0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)一定溫度下,在2L的密閉容器中投入物質(zhì)的量均為0.4mol的CO和CH3ONO發(fā)生反應(yīng)II,10min達(dá)到平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)與NO的體積分?jǐn)?shù)相等。
①下列選項能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____。
a.CO的質(zhì)量不再變化
b.混合氣體的密度不再變化
c.單位時間內(nèi)生成CO和NO的物質(zhì)的量相等
d.CO和CH3ONO的濃度比不再變化
②若此時向容器中再通入0.4molNO,一段時間后,達(dá)到新平衡時NO的體積分?jǐn)?shù)與原平衡時相比__(填“增大”“相等”“減小”或“不能確定”)。
③若該反應(yīng)△H<0,在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是____(填字母)。
a. b.
c. d.
【答案】4H2(g)+2CO(g)+O2(g)HOCH2CH2OH(l)+H2O(g) △H3=(a+b+c)kJ·mol-1 < abc 增大 b
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將已知的熱化學(xué)方程式疊加,可得待求的反應(yīng)的熱好方程式。根據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)分析反應(yīng)熱ΔH與0的大;
(2)①根據(jù)可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)的特征判斷;
②根據(jù)勒夏特列原理分析,改變平衡移動的條件,平衡向減弱這個因素的方向移動,但不可能完全消除;
③根據(jù)影響平衡的移動因素并結(jié)合圖象分析判斷。
(1)已知反應(yīng) I:4NO(g)+4CH3OH(g)+O2(g)4CH3ONO(g)+2H2O(g) △H1 =akJ·mol-1、反應(yīng)II:2CO(g)+2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l)+2NO(g) △H2=b kJ·mol-1、反應(yīng)III:CH3OOCCOOCH3(1)+4H2(g)HOCH2CH2OH(1)+2CH3OH(g) △H3=ckJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,由I×+Ⅱ+Ⅲ得反應(yīng)4H2(g)+2CO(g)+O2(g)HOCH2CH2OH(l)+H2O(g) △H3=(a+b+c)kJ·mol-1,則△H3=(a+b+c)kJ·mol-1;該反應(yīng)為熵減的反應(yīng),即△S<0,已知該反應(yīng)在較低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行,要使△G=△H-T△S<0,必須△H<0;
(2)①a.CO的質(zhì)量不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),a符合題意;
b.該反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行,且參與物質(zhì)不完全為氣體,氣體的密度為變量,當(dāng)混合氣體的密度不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),b符合題意;
c.CO和NO一種是反應(yīng)物,一種是生成物,若單位時間內(nèi)生成CO和NO的物質(zhì)的量相等,說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),c符合題意;
d.CO和CH3ONO的投料相等且在反應(yīng)中計量數(shù)相等,因此兩者的濃度比始終不變,不能據(jù)此作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),d不符合題意;
故合理選項為abc;
②若此時向容器中再通入0.4 mol NO,NO的體積分?jǐn)?shù)增大,平衡逆向移動,但平衡移動的趨勢是微弱的,根據(jù)勒夏特列原理可知,重新平衡時 NO的體積分?jǐn)?shù)與原平衡時相比增大;
③a.該反應(yīng)為氣體計量數(shù)減小的放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,生成物濃度減小,反應(yīng)物濃度增大,平衡常數(shù)減小,a錯誤;
b.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量及濃度無關(guān),故NO的物質(zhì)的量變化,K值保持不變,b正確;
c.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,NO的體積分?jǐn)?shù)減小,c錯誤;
d.該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,d錯誤;
故合理選項是b。
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【題目】(1)實驗室用金屬銅和稀硝酸制取NO的離子方程式為_________________________。
(2)NO是有毒氣體,某學(xué)生為防止污染,用分液漏斗和燒杯裝配了一套簡易的、能隨開隨用、隨關(guān)隨停的NO氣體發(fā)生裝置,如圖甲所示。
①實驗室若沒有銅絲,而只有小銅粒,在使用上述裝置進(jìn)行實驗時,可用絲狀材料包裹銅粒以代替銅絲進(jìn)行實驗,這種絲狀材料的成分可以是________(填字母)。
A.鐵 B.鋁 C.鉑 D.玻璃
②打開分液漏斗的活塞使反應(yīng)進(jìn)行,在分液漏斗中實際看到的氣體是紅棕色的,原因是______________(填化學(xué)方程式)。
(3)為證明銅絲與稀硝酸反應(yīng)生成的確實是NO,某學(xué)生另設(shè)計了一套如圖乙所示的裝置制取NO。反應(yīng)開始后,可以在U形管右端觀察到無色的NO氣體。
①長玻璃管的作用是__________________________________________________。
②讓反應(yīng)停止的操作方法及原因是_______________________________________________。
(4)以下收集NO氣體的裝置,合理的是________(填字母)。
a.b.c.d.e.
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【題目】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4·H2O(水合肼)和無水Na2SO3,其主要實驗流程如下:
已知:①Cl2+2OHClO+Cl+H2O是放熱反應(yīng)。
②N2H4·H2O沸點約118 ℃,具有強(qiáng)還原性,能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2。
(1)步驟Ⅰ制備NaClO溶液時,若溫度超過40 ℃,Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl,其離子方程式為____________________________________;實驗中控制溫度除用冰水浴外,還需采取的措施是____________________________________。
(2)步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如題19圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40 ℃以下反應(yīng)一段時間后,再迅速升溫至110 ℃繼續(xù)反應(yīng)。實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________;使用冷凝管的目的是_________________________________。
(3)步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3(水溶液中H2SO3、、隨pH的分布如題19圖2所示,Na2SO3的溶解度曲線如題19圖3所示)。
①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實驗中確定何時停止通SO2的實驗操作為_________________。
②請補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案: _______________________,用少量無水乙醇洗滌,干燥,密封包裝。
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【題目】已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化,其中A為常見金屬, C為堿。試回答:
(1)寫出E的化學(xué)式__________,H的化學(xué)式___________。
(2)寫出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式:______________________。
(3)向G溶液加入A的有關(guān)離子反應(yīng)方程式:__________________。
(4)寫出A在一定條件下與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________。
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【題目】掌握儀器名稱、組裝及使用方法是中學(xué)化學(xué)實驗的基礎(chǔ),下圖為實驗裝置。
(1)寫出下列儀器的名稱:a._____________________ b. __________________
(2)若利用此裝置分離四氯化碳和酒精的混合物,還缺少的儀器是 ________ ,將儀器補(bǔ)充完整后進(jìn)行實驗,溫度計水銀球的位置在______________處。冷凝水由__________(填f或g) 口通入,_____ 口流出。
(3)進(jìn)行蒸餾操作時,需在a裝置中加入__________________,目的_________________
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【題目】在密閉容器中投入一定量的A和B發(fā)生反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。
(1)若開始時加入A物質(zhì)m mol,欲使A與B的轉(zhuǎn)化率相等,則加入B物質(zhì)________mol。
(2)相同的壓強(qiáng)下,充入一定量的A、B后,在不同溫度下C的百分含量與時間的關(guān)系如圖1所示。則T1(填“>”、“<”或“=”)______T2,該反應(yīng)正反應(yīng)方向的ΔH(填“>”、“<”或“=”)______0。
(3)一定條件下,從正反應(yīng)開始至達(dá)到化學(xué)平衡的過程中,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨時間的變化如圖2所示,測得達(dá)到平衡時A、B、C、D的物質(zhì)的量均為1 mol。
①若在恒溫恒容的條件下,向該平衡體系中再通入A、B、C、D各1 mol,則體系中氣體的平均相對分子質(zhì)量(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)__________。
②若恒溫恒壓的條件下,向原平衡體系中再通入A、B、C、D各1 mol,則體系中氣體的密度(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)__________。
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【題目】(1)改善空氣質(zhì)量、保護(hù)水土資源是實現(xiàn)美麗中國的基礎(chǔ)。
①下列氣體的排放會導(dǎo)致酸雨形成的是________(填字母,下同)。
a. CH4 b. CO c. SO2
②下列處理廢水的方法屬于中和法的是________。
a. 用熟石灰處理廢水中的酸
b. 用臭氧處理廢水中的氰化物
c. 用鐵粉回收廢水中的銅
③下列做法會造成土壤重金屬污染的是________。
a. 作物秸桿露天焚燒
b. 廢干電池就地填埋
c. 廢舊塑料隨意丟棄
(2)新鮮牛肉含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素A、維生素C、鈣、鐵等,其中:
①屬于人體所需微量元素的是________。
②屬于脂溶性維生素的是________。
③可為人體提供能量的是________、________和________。
(3)材料的發(fā)展與應(yīng)用促進(jìn)了人類社會的進(jìn)步。
①碳晶地暖環(huán)保、節(jié)能、安全,其構(gòu)造如圖所示。其中屬于金屬材料的是________;屬于硅酸鹽材料的是________;屬于高分子材料的是擠塑板和________。
②吸附材料具有多孔、表面積大的特點;钚蕴课NO2的過程中,會伴有C與NO2的反應(yīng),產(chǎn)物為兩種常見無毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________________。
③LiMn2O4是鋰離子電池的一種正極材料,可通過MnO2與Li2CO3煅燒制備,同時還生成CO2和一種單質(zhì)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________________________________。
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【題目】欲配制100mL1.0 mol/L Na2SO4溶液,正確的方法是( )
①將14.2 g Na2SO4,溶于100mL水中
②將32.2g Na2SO410H2O溶于少量水中,再用水稀釋至100 mL
③將20 mL 5.0 mol/L Na2SO4溶液用水稀釋至100 mL
A.①②B.②③C.①③D.①②③
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【題目】霧霾嚴(yán)重影響人們的生活與健康,某地區(qū)的霧霾中可能含有如下可溶性無機(jī)離子:、、、、、、某同學(xué)收集了該地區(qū)的霧霾,經(jīng)必要的預(yù)處理后的試樣溶液,設(shè)計并完成了如下實驗:
已知: ,根據(jù)以上的實驗操作和現(xiàn)象,該同學(xué)得出的結(jié)論不正確的是
A.試樣中肯定存在、、和
B.試樣中一定不含
C.試樣中可能存在、
D.該霧霾中可能存在、和
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