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【題目】金屬鈦(Ti)被稱為21世紀金屬,在航海、航空、記憶和涂料方面應用廣泛,TiO2是一種優(yōu)良的光催化劑。20世紀科學家嘗試用多種方法將金紅石(TiO2)還原,發(fā)現(xiàn)金紅石直接氯化是冶煉鈦的關鍵。
步驟:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ΔH=+1493kJmol-1,ΔS=+61JK-1mol-1
該反應發(fā)生溫度高達2170℃,能耗大,對設備和生產要求幾乎達到苛刻程度。目前科學家采用金紅石加碳氯化方法,在較溫和條件下成功制取TiCl4,為人類快速邁進鈦合金時代做出了巨大貢獻。金紅石加碳氯化的主要反應如下:
反應Ⅰ:TiO2(s)+2Cl2(g) +C(s)TiCl4(g)+CO2(g) ΔH1,ΔS1=+64JK-1mol-1
反應Ⅱ:TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH2,△S2
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394.3kJmol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-222.3kJmol-1
請回答:
(1)反應Ⅰ的ΔH1=__kJmol-1。
(2)對于氣體參加的反應,表示平衡常數(shù)KP時,用氣體組分B的平衡壓強P(B)代替該氣體物質的量濃度c(B),則反應Ⅰ的KP=__(用表達式表示)。
(3)在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑TiO2表面與H2O發(fā)生反應,2N2(g)+6H2O(1)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530.4kJmol-1
進一步研究相同條件下NH3生成量與溫度的關系,部分實驗數(shù)據(jù)見表:
實驗組別 | 1 | 2 | 3 | 4 |
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
O2生成量/(10-6mol) | 3.6 | 4.4 | 4.5 | 1.5 |
反應時間/h | 3 | 3 | 3 | 3 |
容器體積/L | 2 | 2 | 2 | 2 |
①請在如圖中畫出上述反應在“有催化劑”與“無催化劑”兩種情況下反應過程中體系能量隨反應過程的變化趨勢示意圖(圖中標明必要的文字說明)。___
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),在303K時,在3h內用氮氣表示其平均反應速率為___molL-1h-1。判斷組別4中反應是否達到平衡狀態(tài)___(填“是”或“否”),并說明理由___。
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【題目】一種以輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量SiO2)為原料制備硝酸銅晶體的工藝流程如圖所示:
(1)寫出“浸取”過程中Cu2S溶解時發(fā)生反應的離子方程式:________。
(2)恒溫“浸取”的過程中發(fā)現(xiàn)銅元素的浸取速率先增大后減少,有研究指出CuCl2是該反應的催化劑,該過程的反應原理可用化學方程式表示為:①Cu2S+2CuCl2=4CuCl+S;②__________。
(3)向濾液M中加入(或通入)_______________(填字母),所得物質可循環(huán)利用。
a.鐵 b.氯氣 c.高錳酸鉀 d.氯化氫
(4)“保溫除鐵”過程中,加入CuO的目的是______________;向濃縮池中加入適量HNO3的作用是_____________。操作1是_______________。
(5)某探究性小組的研究成果如圖所示,可以用廢銅屑和黃銅礦來富集Cu2S。通入的硫化氫的作用是_____________,當轉移0.2mol電子時,生成Cu2S________mol。
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【題目】某化學實驗小組設計如下實驗裝置制備SnCl4。
已知:a.金屬錫熔點231 ℃,化學活潑性與鐵相似;
b.干燥的氯氣與熔融金屬錫反應生成SnCl4,SnCl4的沸點114 ℃;
c.SnCl2、SnCl4均易與水蒸氣反應,且Sn2+易被氧化。根據(jù)圖甲裝置回答:
(1)導管a的作用是____________________________________,實驗時應先點燃______(填“I”或“IV”)處酒精燈。
(2)Ⅰ處裝置中反應的離子方程式是________,試管Ⅱ中的試劑是____________________,Ⅲ中的試劑是____。
(3)裝置V的作用是_________________,Ⅵ處裝置最好選用________(填字母),其作用是________。
(4)實驗結束后,欲回收利用裝置Ⅰ中未反應完的MnO2,需要的玻璃儀器有______________。
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【題目】大氣污染物主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入顆粒等,主要來自于燃煤、機動車尾氣和工業(yè)廢氣,會導致霧霾、酸雨等。
(1)汽車的三元催化轉化器中,在催化劑作用下NO和CO轉化為無毒氣體,反應的化學方程式是: 2CO+2NO 2CO2+N2,該反應中,氧化劑是____________(填化學式),氧化產物是______________(填化學式),當生成2mol N2時,轉移電子的物質的量是____________________。
(2)以NaClO溶液作為吸收劑進行一體化“脫硫”、“脫硝”?刂迫芤旱pH=5.5,將煙氣中的SO2轉化為SO42―。已知0.1mol/L 100mLNaClO溶液,可以恰好吸收0.01moL SO2,則反應的離子方程式是______________________。
(3)SO2通過如圖過程既能制得H2SO4又能制得H2。圖中可循環(huán)利用的物質X是_________(填化學式),制得H2SO4的化學方程式是__________________________。
(4)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應的化學方程式如下:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
現(xiàn)有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO組成的大氣污染物。所用燒堿溶液的物質的量濃度至少為________ mol·L1。若所得溶液中c()∶c()=1∶9,則原混合氣體中NO2和NO的物質的量之比n∶m=____________________。
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【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3),又名大蘇打、海波,它是無色透明的單斜晶體,熔點48℃。硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可作為照相業(yè)的定影劑,反應原理為AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。
Ⅰ.為了從廢定影液中提取 AgNO3,設計如下實驗流程。
(1)“沉淀”步驟中生成 Ag2S 沉淀,檢驗沉淀完全的操作是________。
(2)“反應”步驟中會生成淡黃色固體,該反應的化學方程式為________。
(3)“過濾 2”的溶液獲取 AgNO3晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、________、________、干燥。
Ⅱ.下圖是實驗室模擬工業(yè)制備 Na2S2O3 的裝置圖。
依據(jù)圖示回答下列問題:
(4)裝置 A 中盛放亞硫酸鈉固體的玻璃儀器名稱是________,裝置 B 的作用是________。
(5)分液漏斗中如直接用 98%的濃硫酸,燒瓶中固體易產生“結塊”現(xiàn)象,使反應速率變慢。產生“結塊”現(xiàn)象的原因是________。
(6)設置 K1導管的目的是為了防止拆除裝置時造成空氣污染。請簡述操作方法________。
(7)硫代硫酸鈉還可用于除去鞣制皮革時過量的重鉻酸鹽,將其還原成 Cr3+,理論上處理1mol Cr2O72-需要 Na2S2O3的質量為________。
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【題目】實驗室欲探究CO還原CuO,設計如圖所示裝置(夾持裝置略去)。下列說法正確的是
A. ②、④中均可盛裝堿石灰
B. 加熱的順序為③、①、⑤
C. ①、③、⑤中均發(fā)生氧化還原反應
D. 可將尾氣用導管通入到⑤的酒精燈處灼燒
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【題目】對于反應A(g)2B(g) H>0,在溫度為T1和T2時,平衡體系中B的體積分數(shù)隨壓強變化的曲線如圖所示。
(1)根據(jù)曲線圖,下列說法不正確的是___。
A.a、c兩點的反應速率:c>a
B.b、c兩點A氣體的轉化率相等
C.由狀態(tài)b到狀態(tài)a,可以通過加熱的方法
D.由狀態(tài)b到狀態(tài)c,可以通過加壓的方法
(2)若上述反應在定容密閉容器中進行,達到平衡狀態(tài)的標志是___。
A.單位時間內生成nmolA的同時分解2nmolB B.兩種氣體的體積分數(shù)不再改變
C.混合氣體的密度不再發(fā)生變化 D.混合氣體的質量不再發(fā)生變化
(3)若上述反應達平衡時,B氣體的平衡濃度為0.1mol·L-1,通過減小體積來增大體系的壓強(溫度保持不變),重新達平衡后,B氣體的平衡濃度___0.1mol·L-1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)在100℃時,將0.40mol的B氣體充入2L密閉容器中,每隔一定時間就對該容器內的物質進行分析,得到如表的數(shù)據(jù):
時間(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(B)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(A)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
上表中n3___n4(填“大于”、“小于”或“等于”),反應A(g)2B(g)在100℃時的平衡常數(shù)K的值為___,升高溫度后,反應2B(g)A(g)的平衡常數(shù)K的值___(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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【題目】如圖裝置閉合電鍵K時,電流計A的指針將發(fā)生偏轉。試回答:
(1)丙池是___(填“原電池”或“電解池”)。
(2)乙中Cu極的電極反應是___,若電路中有0.02mol電子通過,則甲中a電極溶解的質量為___g。
(3)閉合電鍵K一段時間后,丙池中生成二種氣體和一種堿,則丙池中發(fā)生的總的離子反應方程式是___。
(4)如果要給丙中鐵片上鍍上一層Ag,則丙池應作何改進___。
(5)丙池中反應進行較長時間后,收集到標準狀況下氫氣2.24L。此時測得丙池溶液質量實際減少4.23g,含有堿0.100mol(不考慮氣體在水中的溶解),則實際放出氣體的物質的量是___mol。
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【題目】有機合成在化工醫(yī)藥領域應用廣泛,下圖是一種新型藥物合成路線。
回答下列問題:
(1)A 的系統(tǒng)命名法(CCS)名稱為________,D 中官能團的名稱為________。
(2)B→C 的反應類型為________,從反應所得液態(tài)有機混合物中提純 B 的常用方法為________。
(3)C→D 的化學方程式為________。C 和 D 在下列哪種檢測儀上顯示出的信號峰是完全相同的_________
A.元素分析儀 b.紅外光譜儀 c.核磁共振儀 d.質譜儀
(4)C 的同分異構體 W(不考慮手性異構)可發(fā)生銀鏡反應,且 1 mol W 最多與 2 molNaOH 發(fā)生反應,產物之一可被氧化成二元醛,滿足上述條件的 W 有________種。若 W 的核磁共振氫譜具有四組峰,則其結構簡式為________。
(5)F 與 G 的關系為(填序號)________。
A.碳鏈異構 b.官能團類別異構 c.順反異構 d.官能團位置異構
(6)M 的結構簡式為________。
(7)參照上述合成路線,以和為原料制備醫(yī)藥中間體,寫出合成路線流程圖_________________________________________________________________。
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【題目】過渡元素參與組成的新型材料有著廣泛的用途,回答下列問題。
(1)基態(tài)鐵原子核外共有________種不同空間運動狀態(tài)的電子。鐵、鈷、鎳基態(tài)原子中,核外未成對電子數(shù)最少的原子價層電子軌道表示式(電子排布圖)為________。
(2)NiO、FeO的晶體結構類型與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和74pm,則熔點NiO________FeO(填“>”“<”或“=”),原因是________。
(3)Cr的一種配合物結構如圖所示:
①陰離子的空間構型為________形。
②配離子中,中心離子的配位數(shù)為_______,N與中心原子形成的化學鍵稱為_______鍵。
③配體H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是________,分子中三種元素電負性從大到小的順序為________。
(4)一種新型材料的晶胞結構如圖1所示,圖2是晶胞中Sm和As原子的投影位置。
圖1中F和O共同占據(jù)晶胞的上下底面位置,若兩者的比例依次用x和1x代表,則該化合物的化學式表示為________,晶體密度ρ=________g·cm3(用含x的表達式表示,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標,例如圖1中原子1的坐標(),則原子2的坐標為________。
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