10.節(jié)能減排是中國(guó)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必經(jīng)之路,工業(yè)生產(chǎn)中聯(lián)合生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施.下圖是幾種工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)合生產(chǎn)工藝:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)裝置甲為電解池(惰性電極),根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知:A為Cl2(填化學(xué)式),陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑.
(2)裝置丙的反應(yīng)物為Ti,而裝置戊的生成物為Ti,這兩個(gè)裝置在該聯(lián)合生產(chǎn)中并不矛盾,原因是進(jìn)入裝置丙的Ti含有的雜質(zhì)較多,從裝置戊中出來(lái)的Ti較為純凈
裝置戊進(jìn)行反應(yīng)時(shí)需要的環(huán)境為C(填字母序號(hào)).
A.HCl氣體氛圍中  B.空氣氛圍中    C.氬氣氛圍中  D.水中
(3)裝置乙中發(fā)生的是工業(yè)合成甲醇的反應(yīng):CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H<0.
①該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)如下表:
溫度/℃250350
K2.041x
符合表中的平衡常數(shù)x的數(shù)值是B(填字母序號(hào)).
A.0  B.0.012  C.32.081  D.100
②若裝置乙為容積固定的密閉容器,不同時(shí)間段各物質(zhì)的濃度如下表:
c(CO)/mol•L-1c(H2)/mol•L-1c(CH3OH)/mol•L-1
0min0.8mol•L-11.6mol•L-10
2min0.6mol•L-1y0.2mol•L-1
4min0.3mol•L-10.6mol•L-10.5mol•L-1
6min0.3mol•L-10.6mol•L-10.5mol•L-1
反應(yīng)從2min到4min之間,H2的平均反應(yīng)速率為0.3mol•L-1•min-1.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為62.5%.反應(yīng)在第2min時(shí)改變了反應(yīng)條件,改變的條件可能是A(填字母序號(hào)).
A使用催化劑  B降低溫度C增加H2的濃度
(4)裝置己可以看作燃料電池,該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.

分析 (1)裝置甲為電解池,用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液,A和金屬鈦反應(yīng)生成四氯化鈦,故A為氯氣;電解飽和氯化鈉溶液陰極上是溶液中氫離子得到電子生成氫氣;(2)反應(yīng)前有金屬鈦,戊裝置生成鈦,一開(kāi)始是含有較多雜質(zhì)的鈦和氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦后再用金屬鈉還原,制得較為純凈的鈦,目的是提純鈦;金屬鈉能與空氣、水、氯化氫反應(yīng),故裝置戊反應(yīng)的環(huán)境為在惰性氣體的氛圍中進(jìn)行.
(3)①反應(yīng)為放熱反應(yīng),故溫度升高,K減小,250℃時(shí)平衡常數(shù)為2.041,則350℃時(shí)的平衡常數(shù)小于2.041;
②反應(yīng)從2min到4min之間,反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,氫氣的反應(yīng)速率為CO反應(yīng)速率的2倍,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%,反應(yīng)第2min改變了反應(yīng)條件,反應(yīng)速率比0-2min增大,改變的條件是加入了催化劑;
(4)裝置己是甲醇燃料電池,在堿性條件下,負(fù)極的電極反應(yīng)為燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性溶液中甲醇失電子反應(yīng)生成碳酸鹽.

解答 解:(1)裝置甲為電解池,用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液,A和金屬鈦反應(yīng)生成四氯化鈦,故A為氯氣;電解飽和氯化鈉溶液陰極上是溶液中氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,電極反應(yīng)式為:2H++2e-=H2 ↑;
故答案為:Cl2;2H++2e-=H2↑;
(2)反應(yīng)前有金屬鈦,戊裝置生成鈦,前后并不矛盾,一開(kāi)始是含有較多雜質(zhì)的鈦和氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦后再用金屬鈉還原,制得較為純凈的鈦,故從戊裝置中出來(lái)的金屬鈦較純凈.金屬鈉能與空氣、水、氯化氫反應(yīng),故裝置戊反應(yīng)的環(huán)境為在惰性氣體的氛圍中進(jìn)行,選項(xiàng)中只有氬氣氛圍中符合,故選C;
故答案為:進(jìn)入裝置丙的Ti含有的雜質(zhì)較多,從裝置戊中出來(lái)的Ti較為純凈;C;
(3)①反應(yīng)為放熱反應(yīng),故溫度升高平衡逆向進(jìn)行,平衡常數(shù)K減小,250℃時(shí)平衡常數(shù)為2.041,則350℃時(shí)的平衡常數(shù)小于2.041,故答案為:B;
②反應(yīng)從2min到4min之間,反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,氫氣的反應(yīng)速率為CO反應(yīng)速率的2倍,V(H2)=2V(CO)=2×$\frac{0.6mol/L-0.3mol/L}{4min-2min}$=0.3mol•L-1•min-1;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{0.8mol/L-0.3mol/L}{0.8mol/L}$×100%=62.5%,反應(yīng)第2min時(shí)未達(dá)到平衡狀態(tài),改變了反應(yīng)條件,反應(yīng)速率比0-2min增大,說(shuō)明改變的條件是加入了催化劑,選A;
故答案為:0.3mol•L-1•min-1;62.5%;A;
(4)裝置己是甲醇燃料電池,在堿性條件下,負(fù)極的電極反應(yīng)為燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性溶液中甲醇失電子反應(yīng)生成碳酸鹽負(fù)極的電極反應(yīng)為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,故答案為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了工業(yè)制備物質(zhì)原理分析,電解池、原電池原理和電極反應(yīng)書寫方法,化學(xué)平衡影響因素的分析判斷,注意平衡計(jì)算的理解應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

16.某廠使用的燃料為含S約4%~7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的褐煤,為除去煙氣中的SO2,化害為利,采用以下工藝流程:

(1)吸收過(guò)程中可能產(chǎn)生的物質(zhì)為(NH42SO3、NH4HSO3;
(2)調(diào)節(jié)pH使用的試劑為液氨,寫出反應(yīng)的離子方程式NH3+HSO3-=NH4++SO32-;
(3)試劑A可能是c(填編號(hào)):
     a.硝酸    b.濃硫酸      c.空氣
     若以氧氣為氧化劑,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2(NH42SO3+O2=2(NH42SO4;
(4)煙氣的溫度很高,經(jīng)過(guò)熱交換后溶液中即有部分晶體析出,主要原因是溶液受熱蒸發(fā),飽和后溶質(zhì)結(jié)晶,從化工生產(chǎn)三原則的
     角度分析這一工序在該工業(yè)生產(chǎn)中的目的節(jié)能;
(5)指出該工藝流程產(chǎn)品的一項(xiàng)用途化肥;
(6)用上述工藝可以去除煙氣中98%的SO2,該廠消耗上述褐煤10噸最多可制得產(chǎn)品2.83噸.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

17.全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)的氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置,原理如圖所示.若負(fù)載是鍍銅的電鍍槽,則左槽溶液由黃色逐漸變?yōu)樗{(lán)色,有關(guān)說(shuō)法正確的是( 。
A.外接負(fù)載時(shí),左槽作為原電池負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.外接電源時(shí),左槽連接外接電源的正極,發(fā)生還原反應(yīng)
C.負(fù)載是鍍銅的電鍍槽時(shí),H+由左槽向右槽移動(dòng)
D.充電時(shí)若轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3.01×1023個(gè),左槽溶液中n(H+)的變化量為0.5mol

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.某元素的一種同位素X的原子質(zhì)量數(shù)為A,含N個(gè)中子,它與1H原子組成HmX分子.在a g HmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是( 。
A.a×(A-N+m)/(A+m)molB.a×(A-N)/AmolC.a×(A-N)/(A+m)molD.a×(A-N+m)/Amol

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

5.將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液,混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng)),試判斷下列情況下溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì).
(1)若鐵粉有剩余,則容器中不可能有Fe3+、Cu2+;
(2)若氯化銅有剩余,則容器中還可能有Fe3+、Fe2+或Cu、Fe2+;
(3)若氯化鐵和氯化銅都有剩余,則容器中不可能有Fe、Cu,一定有Fe2+
(4)若氯化鐵有剩余.則容器中不可能有Fe、Cu.
(5)由以上反應(yīng)可知離子的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镕e3+>Cu2>Fe2+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

15.T℃時(shí),向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl5,發(fā)生下列反應(yīng):PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g).經(jīng)過(guò)一段時(shí)間達(dá)到平衡,反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表:
t/s050150250350
N(PCl3)/mol00.160.190.200.20
下列說(shuō)法正確的是( 。
A.T℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.05mol•L-1
B.0-50s內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(Cl2)=0.0032mol•L-1•s-1
C.其他條件不變,升高溫度,平衡時(shí)c(PCl3)=0.12mol•L-1,則該反應(yīng)的△H<0
D.T℃時(shí),若起始充入1.0molPCl5、0.2molPCl3和0.2molCl2,則起始時(shí)v(正)>v(逆)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

2.某強(qiáng)酸性溶液中可能存在Al3+、Fe2+、NH4+、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-、NO3-中的若干種,現(xiàn)取適量溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)

下列有關(guān)判斷正確的是(  )
A.原溶液中一定有Fe2+、SO42-、H+、NH4+、Al3+
B.原溶液中一定沒(méi)有Ba2+、CO32-、NO3-
C.步驟③中反應(yīng)的離子方程式為2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
D.氣體A、B之間肯定不能發(fā)生反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列各項(xiàng)表達(dá)中正確的是(  )
A.Na2O2的電子式為
B.16g甲烷完全燃燒生成的CO2為11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
C.在氮原子中,質(zhì)子數(shù)為7而中子數(shù)不一定為7
D.Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖為

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.下列敘述正確的是( 。
①兩種原子構(gòu)成的共價(jià)化合物分子中的化學(xué)鍵都是極性鍵
②兩種不同非金屬元素原子間形成的化學(xué)鍵都是極性鍵
③含有非極性鍵的化合物一定是共價(jià)化合物,只要是離子化合物,其熔點(diǎn)就比共價(jià)化合物的熔點(diǎn)高
④難失去電子的原子,易形成陰離子
⑤單質(zhì)分子中不存在化學(xué)鍵,化合物的分子中才存在化學(xué)鍵
⑥離子化合物中一定含有離子鍵.
A.只有②⑥B.只有①⑥C.只有⑥D.只有①④⑥

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