【題目】I.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
①如圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1molNH3(g)過程中能量的變化示意圖,請問該化學(xué)反應(yīng)屬于___(放熱或吸熱)反應(yīng),請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___。
②上述反應(yīng)用到的氫氣是一種清潔燃料,已知氫氣的燃燒熱為285.8 kJ·mol-1,請寫出氫氣的燃燒熱熱化學(xué)方程式:___。
II.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1;卮鹩嘘P(guān)中和反應(yīng)的問題。
(1)如圖裝置中儀器A的名稱__,碎泡沫塑料的作用是___。
(2)若通過實驗測定中和熱,其數(shù)值常常小于57.3kJ·mol-1,其原因可能是___。
【答案】放熱 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=—92kJ·mol-1 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=—285.8kJ·mol-1 環(huán)形玻璃攪拌棒 隔熱,防止熱量損失 不可避免的會損失一些熱量(或者測量會帶來誤差)
【解析】
I.先求出此反應(yīng)的焓變,根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則再寫出熱化學(xué)方程式;1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,單位為kJ/mol。
II.根據(jù)儀器的圖形可判斷儀器名稱;中和熱測定時應(yīng)避免熱量散失;若保溫效果不好,有熱量散失,求得的中和熱將會偏小。
I.①反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,應(yīng)為放熱反應(yīng),生成1mol氨氣放出300kJ-254kJ=46kJ熱量,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=—92kJ·mol-1;
②1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,單位為kJ/mol 所以氫氣的燃燒熱方程式為 H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=—285.8kJ·mol-1;
II.(1)儀器A的名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒;可起到攪拌,使溶液充分混合的目的,B為溫度計,中和熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是保溫工作,大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是隔熱,減少熱量散失;
(2)若保溫效果不好,有熱量散失,求得的中和熱將會偏小。
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【題目】在硫酸銅溶液中加入過量KCN,發(fā)生反應(yīng):CuSO4+4KCN=K2[Cu(CN)4]+K2SO4。
回答下列問題:
(1)基態(tài)銅原子的電子排布式為_____________。
(2)N、O、S元素分別與H形成的二元共價化合物中,既含有極性共價鍵,又含有非極性共價鍵的化合物是_____________(填化學(xué)式,寫出兩種)。
(3)N2O5晶體由兩種離子構(gòu)成,已知其陰離子(NO3-)的立體構(gòu)型為平面三角形,則其陽離子(NO2+)的立體構(gòu)型為_____________,陽離子中氮的雜化方式為_____________。
(4)相同條件下,SO2、CO2在水中的溶解度較大的是_______________(填分子式),理由是_________________________________________________________________。
(5)N、O元素第一電離能的大小關(guān)系為__________(用元素符號表示),原因為____________。
(6)銅晶體為面心立方最密堆積,配位數(shù)為_____________,銅的原子半徑為127.8 pm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,列出銅晶體的密度計算式:_____________g·cm-3。
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【題目】據(jù)預(yù)測,到2040年我國煤炭消費仍將占能源結(jié)構(gòu)的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的遷移,對煤的清潔和綜合應(yīng)用起了很大的促進作用,其機理如圖所示,其中ad表示物種的吸附狀態(tài)。下列有關(guān)敘述錯誤的是
A.圖中陰影部分表示H2S分子的吸附與離解
B.AC表面作用的溫度不同,H2S的去除率不同
C.H2S在AC表面作用生成的產(chǎn)物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D.圖中反應(yīng)過程中只有H—S鍵的斷裂,沒有H—S鍵的形成
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【題目】下列三個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)(K1、K2、K3)與溫度的關(guān)系分別如表所示:
化學(xué)反應(yīng) | 平衡常數(shù) | 溫度 | |
973K | 1173K | ||
①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1 | K1 | 1.47 | 2.15 |
②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2 | K2 | 2.38 | 1.67 |
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3 | K3 | ? | ? |
下列說法正確的是
A.ΔH1<0,ΔH2>0
B.反應(yīng)①②③的反應(yīng)熱滿足關(guān)系:ΔH1-ΔH2=ΔH3
C.反應(yīng)①②③的平衡常數(shù)滿足關(guān)系:K1·K2=K3
D.要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動,可采取降溫措施
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【題目】將一定量的X加入某密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2X(g) 3Y(g)+Z(g),混合氣體中X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度關(guān)系如圖所示:下列推斷正確的是()。
A. 升高溫度,該反應(yīng)平衡常數(shù)K減小
B. 壓強大小有P3>P2>P1
C. 平衡后加入高效催化劑使平均摩爾質(zhì)量增大
D. 在該條件下M點X平衡轉(zhuǎn)化率為9/11
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【題目】近年來,隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展,氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此,將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點。Deacon發(fā)明的直接氧化法將HCl氣體直接氧化成Cl2,方程式為:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116kJ/mol。400℃時,將4molHCl和4molO2(g)氣體通入一容積固定為2L的密閉容器中,回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為___,K(300℃)___K(400℃)(填“<”,“=”或“>”)。
(2)若平衡時a(HCl)為80%,在相同條件下,密閉容器的體積縮小為1L,此反應(yīng)達平衡時放出的熱量(Q)可能是___(填字母序號)kJ。
A.0<Q<58 B.92.8<Q<116 C.371.2<Q<464 D.116<Q<232
(3)在一定條件下,體系中HCl的平衡轉(zhuǎn)化率與L和X的關(guān)系如圖所示,L和X分別表示溫度或壓強。
i.X表示的物理量是___。
ii.判斷L1與L2的大小關(guān)系:L1___L2(填“<”,“=”或“>”)。
(4)若已知達平衡時,該容器內(nèi)混合氣體總壓強為P,混合氣體起始壓強為P0,反應(yīng)物HCl的轉(zhuǎn)化率a(HCl)為___(請用P0、P來表示),有利于提高HCl平衡轉(zhuǎn)化率的條件是___(填標(biāo)號)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
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【題目】已知:。室溫下,向濃度為0.1mol·L-1的氨水中緩緩?fù)ㄈ?/span>HCl,隨pOH的變化曲線如下圖所示。假設(shè)溶液體積沒有變化,下列推斷正確的是( )
A.NH3·H2O的電離常數(shù)的數(shù)量級為10-4
B.b點溶液中:
C.c點溶液中:
D.pOH=8的溶液中:
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【題目】烯烴復(fù)分解反應(yīng)可形象地描述為交換舞伴(如圖所示):
烯烴復(fù)分解反應(yīng)中的催化劑是金屬卡賓(如CH2=M),金屬卡賓與烯烴分子相遇后,兩對舞伴會暫時組合起來,手拉手跳起四人舞蹈。隨后它們“交換舞伴”,組合成兩個新分子,其中一個是新的烯烴分子,另一個是金屬原子和它的新舞伴。后者會繼續(xù)尋找下一個烯烴分子,再次“交換舞伴”。根據(jù)以上信息進行判斷,如果把C6H5CH2CH=CH2與CH2=M在一定條件下混合反應(yīng),下列產(chǎn)物不可能存在的是 ( )
A. C6H5CH2CH=M B. CH2=CH2
C. C6H5CH2CH2C6H5 D. C6H5CH2CH=CHCH2C6H5
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【題目】某同學(xué)在做濃硫酸與銅反應(yīng)的實驗過程中,觀察到銅片表面變黑,于是對黑色物質(zhì)的組成進行實驗探究。
(1)用如右圖所示裝置進行實驗1。(加熱和夾持儀器已略去)
實驗1:銅片與濃硫酸反應(yīng)
操作 | 現(xiàn)象 |
加熱到120℃~250℃ | 銅片表面變黑,有大量氣體產(chǎn)生,形成墨綠色濁液 |
繼續(xù)加熱至338℃ | 銅片上黑色消失,瓶中出現(xiàn)“白霧”,溶液略帶藍色,瓶底部有較多灰白色沉淀 |
①裝置B的作用是________;裝置C中盛放的試劑是_______。
②為證明A裝置中灰白色沉淀的主要成分為硫酸銅,實驗操作及現(xiàn)象是___________。
(2)探究實驗1中120℃~250℃時所得黑色固體的成分。
【提出猜想】黑色固體中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一種或幾種。
【查閱資料】
資料1:亞鐵氰化鉀[K4Fe(CN)6]是Cu2+的靈敏檢測劑,向含有Cu2+的溶液中滴加亞鐵氰化鉀溶液,生成紅棕色沉淀。
資料2:
CuS | Cu2S |
黑色結(jié)晶或粉末 | 灰黑色結(jié)晶或粉末 |
難溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于濃氨水或熱的濃鹽酸 | 難溶于稀硫酸和濃鹽酸;可溶于硝酸;微溶于濃氨水 |
【設(shè)計并實施實驗】
實驗2.探究黑色固體中是否含CuO
操作 | 現(xiàn)象 |
i.取表面附著黑色固體的銅片5片,用清水洗干凈,放入盛有10mL試劑A的小燒杯中,攪拌 | 黑色表層脫落,露出光亮的銅片 |
ii.取出銅片,待黑色沉淀沉降 | 上層溶液澄清、無色 |
①試劑A是_________。
②甲認(rèn)為ii中溶液無色有可能是Cu2+濃度太小,于是補充實驗確認(rèn)了溶液中不含Cu2+,補充的實驗操作及現(xiàn)象是______。
實驗3.探究黑色固體中是否含CuS、Cu2S
操作 | 現(xiàn)象 |
i.取實驗2中黑色固體少許,加入適量濃氨水,振蕩后靜置 | 有固體剩余,固液分界線附近的溶液呈淺藍色 |
ii.另取實驗2中黑色固體少許,加入適量濃鹽酸,微熱后靜置 | 有固體剩余,溶液變成淺綠色 |
【獲得結(jié)論】由實驗2和實驗3可得到的結(jié)論是:實驗1中,120℃~250℃時所得黑色固體中_______。
【實驗反思】
分析實驗1中338℃時產(chǎn)生現(xiàn)象的原因,同學(xué)們認(rèn)為是較低溫度時產(chǎn)生的黑色固體與熱的濃硫酸進一步反應(yīng)造成。已知反應(yīng)的含硫產(chǎn)物除無水硫酸銅外還有二氧化硫,則黑色固體消失時可能發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。
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