【題目】氫氣是一種理想的清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
(1)直接熱分解法制氫。某溫度下,H2O(g)H2(g)+O2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_____。
(2)乙醇水蒸氣重整制氫。其部分反應(yīng)過程和反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度變化曲線如圖1所示:
反應(yīng)中,某溫度下每生成1mol H2(g) 熱量變化是62 kJ。則該溫度下圖1所示反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______________________________________。
(3)水煤氣法制氫。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH <0,在進(jìn)氣比[n(CO)∶n(H2O)]不同時,測得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率見圖2(各點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)溫度可能相同,也可能不同)。
①往維持恒溫的2L密閉容器中加入一定量的CO和0.lmol H2O(g),在圖中G點(diǎn)對應(yīng)溫度下反應(yīng)經(jīng)5min 達(dá)到平衡,則v(CO) 等于_________mol/(L·min)
②圖中B、E 兩點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)溫度分別為TB和TE判斷:TB______TE (填“<”“=”或“>”)。
③經(jīng)分析,A、E 和G三點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)溫度都相同為T℃,其原因是A、E 和G三點(diǎn)對應(yīng)的_____________相同。
④當(dāng)T℃時,若向一容積可變的密閉容器中同時充入3.0 mol CO、1.0 mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2,要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則x應(yīng)滿足的條件是_________________________________。
(4)光電化學(xué)分解制氫。其原理如圖3,鈦酸鍶光電極的電極反應(yīng)為:4OH--4e-O2+2H2O
則鉑電極的電極反應(yīng)為_______________________________。
(5)Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時,Mg2Cu與H2反應(yīng),生成Mg2Cu和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.077)。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。
【答案】 K= CH3CH2OH(g)+H2O(g)==4H2(g)+2CO(g) ΔH=+248kJ·mol-1 0.006 > 化學(xué)平衡常數(shù)(或K) 0≤x<3(或x<3也給分) 2H2O+2e-==H2↑+ 2OH- 2Mg2Cu +3H2MgCu2+3MgH2
【解析】(1)某溫度下,H2O(g)H2(g)+O2(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;(2)根據(jù)圖中信息可知,反應(yīng)為CH3CH2OH(g)+H2O(g)==4H2(g)+2CO(g),升高溫度K值增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)旋轉(zhuǎn)吸熱反應(yīng),某溫度下每生成1mol H2(g) 熱量變化是62 kJ,則ΔH=+(624)kJ·mol-1=+248kJ·mol-1,故熱反應(yīng)方程式為CH3CH2OH(g)+H2O(g)==4H2(g)+2CO(g) ΔH=+248kJ·mol-1;(3) ①往維持恒溫的2L密閉容器中加入一定量的CO和0.lmol H2O(g),在圖中G點(diǎn)進(jìn)氣比[n(CO)∶n(H2O)]=1.5,則開始時n(CO)= 0.l5mol,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則消耗的CO的物質(zhì)的量為0.06mol,對應(yīng)溫度下反應(yīng)經(jīng)5min 達(dá)到平衡,則v(CO) 等于=0.006mol/(L·min);②已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH <0為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小,圖中B、E兩點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)的溫度分別為TB、TE,兩點(diǎn)的進(jìn)氣比[n(CO)∶n(H2O)]E點(diǎn)的大但CO的轉(zhuǎn)化率相等,說明水的轉(zhuǎn)化率E點(diǎn)的大,相當(dāng)于平衡正向移動,則應(yīng)該為降低溫度,TB>TE;,,(4)依據(jù)裝置圖中的電子流向分析,鉑電極做原電池正極,溶液中氫離子得到電子生成氫氣,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;(5)由Mg2Cu變?yōu)?/span>MgCu2,可知Mg含量下降,則生成物中氫化物僅含的一種金屬元素必為Mg,再根據(jù)其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077,則Mg與H物質(zhì)的量之比為=,即化學(xué)式為MgH2,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.次磷酸(H3PO2) 是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品,具有較強(qiáng)還原性:
(1)H3PO2是一元中強(qiáng)酸,寫出其電離方程式_____________。
(2)H3PO2 及NaH2PO2 均可將溶液中的Ag+還原為銀,從而可用于化學(xué)鍍銀。利用H3PO2 進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中,當(dāng)氧化產(chǎn)物為H3PO4 時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_____.
Ⅱ.工業(yè)上采用硫鐵礦焙燒去硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì)),制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),流程如圖:
(3)還原時,試劑X 若選用SO2,則反應(yīng)后的陰離子是__________(填化學(xué)式)。
(4)從分離出濾渣Ⅱ后的濾液中得到產(chǎn)品,應(yīng)進(jìn)行的操作是_____、______、過濾、洗滌、干燥。
(5)七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O) 在醫(yī)學(xué)上常用作補(bǔ)血劑。某課外小組通過以下實(shí)驗方法測定某補(bǔ)血劑中亞鐵離子的含量。
步驟a: 取10片補(bǔ)血劑樣品除去糖衣、研磨、溶解、過濾,將濾液配成250mL 溶液;
步驟b: 取上述溶液25mL 于錐形瓶中,加入少量稀硫酸酸化后,逐漸滴加0.010mol/L 的KMnO4
溶液,至恰好完全反應(yīng),記錄消耗的KMnO4 溶液的體積(假定藥品中其他成分不與KMnO4 反應(yīng)),發(fā)生的反應(yīng)為:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
步驟c: 重復(fù)“步驟b”2~3 次,平均消耗KMnO4 溶液20.00mL。
①步驟a 中配制溶液時需要的玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管外,還需要____、____。
②該補(bǔ)血劑中亞鐵離子的含量為__________mg/片。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)用潔凈的燒杯取少量蒸餾水,用酒精燈加熱至沸騰,向燒杯中逐滴加入飽和的FeCl3溶液,繼續(xù)煮沸,待溶液呈紅褐色停止加熱。
①寫出該反應(yīng)方程式________________________________________。
②證明該分散系是膠體最簡單的實(shí)驗操作名稱________________________。
(2)對于反應(yīng)2CO+O2=2CO2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,4.48 L一氧化碳與足量的氧氣發(fā)生反應(yīng),生成的二氧化碳分子個數(shù)是__________________。
(3)現(xiàn)有一種泉水樣品,1.0 L這種泉水含有4.8×10-2 g Mg2+。那么,該泉水中Mg2+的物質(zhì)的量濃度是_______________,含1.0 mol Mg2+的這種泉水的體積是_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組中的離子,能在溶液中大量共存的是( )
A.Fe3+、Na+、Cl﹣、OH﹣
B.Fe3+、Cl﹣、K+、Ca2+
C.Cl﹣、Ca2+、Mg2+、CO32﹣
D.Ba2+、K+、CO32﹣、Cl﹣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗科研小組研制了一種從廢舊的含鎳催化劑(主要成分為NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)回收鎳的新工藝。工藝流程如下圖:
回答下列問題:
(1)浸出渣主要成分為CaSO4↓·2H2O和_______________兩種物質(zhì)。
(2)右圖表示鎳的浸出率與溫度的關(guān)系,當(dāng)浸出溫度高于70℃時,鎳的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是_____________________________。
(3)工藝流程中的“副產(chǎn)品”為________(填化學(xué)式)。
(4)已知有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH 如下表:
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
開始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
操作B是為了除去濾液中的鐵元素,某同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗方案:向操作A所得的濾液中加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH為3.7~7.7,靜置,過濾。請對該實(shí)驗方案是否正確進(jìn)行判斷并做出評價: ___________________________________(若原方案正確,請說明理由;若原方案錯誤,請加以改正)。
(5)操作C是為了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-濃度為3×10-3mol·L-1,則溶液中=________________。(常溫時,Ksp(CaF2)=2.7×10-11)
(6)電解產(chǎn)生2NiOOH·H2O的原理分兩步:
①堿性條件下Cl-在陽極被氧化為ClO-;生產(chǎn)1mol ClO-,消耗OH-______________mol。
②Ni2+被ClO-氧化產(chǎn)生2NiOOH·H2O沉淀。則該步反應(yīng)的離子方程式為_________________________。
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【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是()
A.Al2O3熔點(diǎn)高,可用作耐高溫材料
B.NH4HCO3受熱易分解,可用作氮肥
C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作凈水劑
D.SO2具有氧化性,可用于漂白紙漿
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】煤是重要的化石燃料和化工原料,有關(guān)煤的綜合利用得到廣泛深入的研究。其中煤的氣化是煤的綜合利用的重要途徑。
煤的催化氣化生成CO,主要反應(yīng)為①C(s)+CO2(g)2CO(g)△H
堿金屬催化劑顯示出了優(yōu)越的催化性能。Mckee和Chatterji在1975年提出了由堿金屬的氧化還原循環(huán)的氧傳遞機(jī)理:
②K2CO3(s)+2C(s)2K(g)+3CO(g) △H1=+899.4kJ/mol
③2K(g)+CO2(g)K2O(s)+CO(g) △H2=-98.4k/mol
④K2O(s)+CO2(g)K2CO3(s) △H3=-456.0kJ/mol
(1)△H=_____________。
(2)在2L的密閉容器中投入3molC和3molCO2,在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)①,平衡時CO的氣體體積分?jǐn)?shù)φ(CO)隨溫度和壓強(qiáng)的變化曲線如圖1所示,根據(jù)圖像回答問題:
①若在溫度為900℃,壓強(qiáng)為P的條件下,經(jīng)過10min反應(yīng)達(dá)到平衡,則0~10min內(nèi)的反應(yīng)速率v(CO)為_____________。
②該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_____________ (填字母)
A.v(CO)正=2v(CO2)逆 B.CO2和CO的濃度之比為1∶2
C.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時間而變化 D.混合氣體的密度不再隨時間而變化
③圖中壓強(qiáng)的大小順序_______________,判斷理由是_______________。
④可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。反應(yīng)①在圖中A點(diǎn)的總壓強(qiáng)為1MPa,則A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=_____________。
(3)化石燃料燃燒易造成污染,“濕式吸收法”利用吸收劑與SO2發(fā)生反應(yīng)從而達(dá)到燃料脫硫的目的。下列適合作該法吸收劑的是___________(填序號)。
A.氨水 B.Na2SO4溶液 C.Na2CO3溶液 D.NaHSO4溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某淡黃色粉末可在潛水艇中作為氧氣的來源,常被用作供氧劑。根據(jù)下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系及現(xiàn)象填空:
(1)該淡黃色粉末為__________________;
(2)X粉末的名稱或化學(xué)式為__________________;
(3)反應(yīng)(I)的化學(xué)方程式為______________________________;
(4)反應(yīng)(II)的化學(xué)方程式為_____________________________;
(5)反應(yīng)(Ⅲ)的化學(xué)方程式為______________________________。
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