18.“一帶一路”將為中國化工企業(yè)開辟新的國際市場,其中,能源、資源整合和環(huán)境治理是保駕護(hù)航的基礎(chǔ).
(1)下面是不同過程的熱化學(xué)方程式,請寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學(xué)方程式FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H=-11KJ/mol.
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H1=-25kJ•mol-1  ①
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2=-47kJ•mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H3=+19kJ•mol-1     ③
(2)貴金屬的冶煉中往往會產(chǎn)生有毒氣體,先進(jìn)技術(shù)使用NaBH4為誘導(dǎo)劑,可使Co2+與肼(N2H4)在堿性條件下發(fā)生反應(yīng),制得高純度納米鈷,該過程不產(chǎn)生有毒氣體.
①寫出該反應(yīng)的離子方程式:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O.
②在納米鈷的催化作用下,肼可以發(fā)生分解反應(yīng)3N2H4(g)$?_{△}^{催化劑}$N2(g)+4NH3(g)
保持溫度不變,向容積固定的容器中充入一定量的肼,下列描述能夠說明體系處于平衡狀態(tài)的是acd
a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間改變
b.單位時間內(nèi)生成amol N2的同時,生成4molNH3
c.N2H4和NH3的物質(zhì)的量之比保持不變的狀態(tài)
d.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變的狀態(tài)
若反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時,混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示,其中曲線b表示的是NH3(物質(zhì)的化學(xué)式)的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化情況,為抑制肼的分解,可采取的合理措施有降低反應(yīng)溫度或增加壓強(qiáng)等(任寫一種).

(3)大氣污染氣的主要成分是SO2和NO2.利用圖2所示裝置(電極均為惰性電極)可以吸收SO2,還可以用陰極排出的溶液吸收NO2
①a極為陽(填“陰”“陽”) b極的電極反應(yīng)式為2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O.
②簡述該裝置能吸收SO2的原理:SO2在a極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,H+通過陽離子交換膜進(jìn)入b極室.

分析 (1)已知:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g),△H1=-25KJ/mol…①,
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g),△H2=-47KJ/mol…②,
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g),△H3=19KJ/mol…③,
根據(jù)蓋斯定律將方程式變形$\frac{(3×①-②-2×③)}{6}$得:Fe(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g),△H;
(2)①依據(jù)題意,反應(yīng)物為Co2+與肼(N2H4)、堿性條件下存在OH-,生成物為:鈷單質(zhì),據(jù)此得出Co的化合價降低,故N的化合價升高,只能為0價,即氮氣,依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒回答即可;
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài),反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相同,各成分含量保持不變分析;據(jù)圖象分析;據(jù)影響平衡移動的因素判斷;
(3)①依據(jù)圖示可知,二氧化硫被氧化為硫酸根,所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū),陽極區(qū)發(fā)生反應(yīng)SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+,陽極與電源的正極a相連,b為電源負(fù)極,陰極的電極反應(yīng)式為:2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O,陽離子交換膜只允許陽離子通過,電解時,陽離子移向陰極,據(jù)此分析;
②該裝置吸收SO2的原理是SO2在 a極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,H+通過陽離子交換膜進(jìn)入b 極室.

解答 解:(1)Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g),△H1=-25KJ/mol…①,
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g),△H2=-47KJ/mol…②,
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g),△H3=19KJ/mol…③,
根據(jù)蓋斯定律將方程式變形(3×①-②-2×③)÷6得:Fe(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g),△H=$\frac{(3×△H1-△H2-2×△H3)}{6}$=-11KJ/mol.
故答案為:FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H=-11KJ/mol;
(2)①依據(jù)題意,反應(yīng)物為Co2+與肼(N2H4)、堿性條件下存在OH-,生成物為:鈷單質(zhì),據(jù)此得出Co的化合價降低,故N的化合價升高,只能為0價,即氮氣,據(jù)此得出還有水生成,氧化還原反應(yīng)中存在得失電子守恒以及元素守恒,故此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O,
故答案為:2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O;
②化學(xué)平衡狀態(tài),反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相同,各成分含量保持不變分析選項,3N2H4(g)$?_{△}^{催化劑}$N2(g)+4NH3(g)反應(yīng)是氣體體積變化的反應(yīng);
a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間改變,即各成分含量保持不變,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a符合;
b.單位時間內(nèi)生成amol N2的同時,生成4molNH3,都表示的是正反應(yīng),故不能說明正逆反應(yīng)速率相同,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b不符合;
c.N2H4和NH3的物質(zhì)的量之比保持不變,即各成分含量保持不變,故c符合;
d.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變的前提是氣體組成不變,故反應(yīng)到達(dá)了平衡,故d符合;
故選acd;曲線b表示的是NH3的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化情況;為抑制肼的分解,可采取的合理措施有降低反應(yīng)溫度或增加壓強(qiáng)等;
故答案為:a c d;NH3;降低反應(yīng)溫度或增加壓強(qiáng)等;
(3)①依據(jù)圖示可知,二氧化硫被氧化為硫酸根,所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū),陽極區(qū)發(fā)生反應(yīng)SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+,與電源的正極相連的a為陽極,故a為陽極,b為陰極,陰極的電極反應(yīng)式為:2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O,
故答案為:陽;2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O;
②該裝置吸收SO2的原理是SO2在 a極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,H+通過陽離子交換膜進(jìn)入b 極室,
故答案為:SO2在 a極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,H+通過陽離子交換膜進(jìn)入b 極室.

點評 本題是綜合性題目,關(guān)鍵是(3)考查了電解原理的分析應(yīng)用,主要是電極反應(yīng),電極名稱判斷,理解電解池原理是關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.向100mL含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL 1mol•L-1HCl溶液,測得溶液中的某幾種離子物質(zhì)的量的變化如圖所示,則下列說法正確的是( 。
A.a曲線表示的離子方程式為:AlO2-+H++H2O═Al(OH)3
B.b曲線表示碳酸鈉和鹽酸反應(yīng),d曲線表示氫氧化鋁的溶解
C.M點時,溶液中沉淀的質(zhì)量小于3.9 g
D.原混合溶液中的Na2CO3溶液的濃度為1 mol•L-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

9.已知A、B、C、D、E五種物質(zhì)有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物及反應(yīng)條件未列出,若解題時需要,可作合理假設(shè)),且五種物質(zhì)中均含有A元素.
(1)若A為固體單質(zhì)
①D的化學(xué)式為SO3;
②E→C的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O
③寫出將C通入少量NaOH中的離子反應(yīng)方程式SO2+OH-=HSO3-
(2)若A為氣體單質(zhì)
①B→C的化學(xué)方程式4NH3+5O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO+6H2O.
②E→C的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

6.(1)碳化硅的晶胞結(jié)構(gòu)(如圖1)與金剛石類似(其中“●”為碳原子,“○”為硅原子).圖2中“●”點構(gòu)成的堆積方式與下列圖示中D所表示的堆積方式相同
(2)設(shè)晶胞邊長為acm,碳原子直徑為bcm,硅原子直徑為ccm,則該晶胞的空間利用率為$\frac{2π(^{3}+{c}^{3})}{3{a}^{3}}$×100%(用含a、b、c的式子表示)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.Ti、Fe、Cr、Mn等均為過渡元素,在生產(chǎn)生活中起著不可替代的重要作用,對其單質(zhì)和化合物的應(yīng)用研究是目前科學(xué)研究的前沿之一.請回答下列問題:
(1)Cr元素的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,比較Fe和 Mn的各級電離能后發(fā)現(xiàn),氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個電子難(填“難”或“易”).
(2)Cu元素處于周期表ds區(qū),向盛有硫酸銅的試管里加入氨水,首先形成藍(lán)色沉淀,繼續(xù)加入氨水,沉淀溶解,此時的離子方程式為Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O,若加入乙醇將析出深藍(lán)色的晶體,其配離子的離子構(gòu)型為平面四邊形
(3)某鈣鈦型復(fù)合氧化物(如圖1),以A原子為晶胞的頂點,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,當(dāng)B位是V、Cr、Mn、Fe時,這種化合物具有CMR效應(yīng)(巨磁電阻效應(yīng)).用A、B、O表示這類特殊晶體的化學(xué)式:ABO3
(4)有一種藍(lán)色晶體可表示為:[KxFey(CN)z],研究表明它的結(jié)構(gòu)特性是Fe2+、Fe3+分別占據(jù)立方體的頂點,自身互不相鄰,而CN-位于立方體的棱上,K+位于上述晶胞體心,且K+空缺率為50%(體心中沒有K+的占總體心的百分比),其晶體中的陰離子晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,該晶體的化學(xué)式可表示為KFe2(CN)6

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.W、X、Y、Z分別為原子序數(shù)遞增的短周期元素,X、Y的陽離子與Ne具有相同的電子層結(jié)構(gòu),且其單質(zhì)均可與水反應(yīng),生成W的單質(zhì);Z的單質(zhì)為黃綠色氣體.下列說法正確的是( 。
A.W與X形成的簡單二元化合物的電子式為
B.短周期元素中Y的原子半徑最大
C.工業(yè)上通過電解Y的氧化物制取Y的單質(zhì)
D.最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)的金屬與Z形成離子化合物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.在探索苯結(jié)構(gòu)的過程中,人們寫出了符合分子式“C6H6”的多種可能結(jié)構(gòu)(如圖),下列說法正確的是( 。
A.1~5對應(yīng)的結(jié)構(gòu)均能與氫氣在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)
B.1~5對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中的一氯取代物只有1種的有3個
C.1~5對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中所有原子均可能處于同一平面的有1個
D.1~5對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有4個

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列各組物質(zhì),一定是同系物的是( 。
A.分子式為C4H6和C5H8的烴B.
C.符合CnH2n通式的烴D.分子式為C4H10和C20H42的烴

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

7.50mL 1.0mol•L-1鹽酸跟50mL 1.1mol•L-1氫氧化鈉溶液在圖所示裝置中進(jìn)行中和反應(yīng),并通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量來計算中和熱.試回答下列問題:
(1)大小燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱,減少熱量散失.
(2)不能(填“能”或“不能”)將環(huán)形玻璃攪拌棒改為環(huán)形金屬(如銅)棒.其原因是金屬導(dǎo)熱,導(dǎo)致熱量散失.
(3)大燒杯上如不蓋硬紙板,對求得中和熱數(shù)值的影響是偏低(填“偏高”“偏低”或“無影響”).
(4)如果改用60mL 1.0mol•L-1鹽酸跟50mL 1.1mol•L-1氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng),則與上述實驗相比,所放熱量增加(填“增加”“減少”或“不變”),理由是后者生成0.055molH2O,而前者只能生成0.050molH2O;所求中和熱數(shù)值不變(填“增加”“減少”或“不變”),理由是中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所放出的熱量,與酸堿的用量無關(guān);
(5)不能(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2和硫酸代替鹽酸和氫氧化鈉溶液,理由是因為硫酸與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀的生成熱會影響反應(yīng)的反應(yīng)熱.
(6)Q=cm△t,其中Q表示此中和反應(yīng)放出的熱量,m表示反應(yīng)后混合液的質(zhì)量,c表示反應(yīng)后混合溶液的比熱容,△t表示反應(yīng)前后溶液的溫度的差值.該實驗小組做了三次實驗,每次取溶液各50mL,并記錄如下原始數(shù)據(jù).
實驗序號起始溫度t1/℃終止溫度/t2/℃溫差(t2-t1)/℃
125.032.6
225.131.8
325.131.9
已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00g/cm3,中和后混合液的比熱容c=4.184×10-3kJ/(g•℃),則該反應(yīng)的中和熱為△H=-56.5kJ/mol(保留小數(shù)點后一位).
(7)上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3kJ/mol有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是acd(填字母).
a.實驗裝置保溫、隔熱效果差
b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中
d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定HCl溶液的溫度.

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同步練習(xí)冊答案