【題目】隨著化工產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學研究的熱點。請按要求回答下列問題:
(1)HCl直接氧化法制Cl2可按下列催化過程進行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+1/2Cl2(g) ΔH1 = +83 kJ·mol-1
CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) ΔH2 = -20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3 = -121 kJ·mol-1
寫出HCl直接氧化法制Cl2的熱化學方程式:____________________________。
(2)在恒定容器中用上述HCl直接氧化法制Cl2,進料c(HCl) ∶c(O2)分別為1:1、4:1、7:1時,HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如下圖所示:
①判斷圖中c(HCl) /c(O2) = 1:1的曲線為________。
②按化學計量系數(shù)比進料可以保持反應物高轉(zhuǎn)化率,同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料時c(HCl)/c(O2)過低、過高的不利影響分別是____________、________。
③綜合上述信息,寫出在一定溫度的條件下進一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法: ________________________________________。
④觀察上圖,以任何一條曲線為例,平衡常數(shù)K(200℃)________K(300℃)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
⑤設(shè)O2初始濃度為c,計算L2對應K(300℃) =____________(列出含c的計算式)。
(3)科學家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案,主要包括電化學過程和化學過程,如下圖所示:
①電源b極為____________極。
②寫出陽極區(qū)域反應方程式:________________________________________。
③電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子時,陽極產(chǎn)生氣體體積為__________________L(標準狀況)。
【答案】4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH = 116 kJ·mol-1 L1 O2和Cl2分離能耗較高 HCl轉(zhuǎn)化率較低 增加反應體系壓強或及時分離出產(chǎn)物 大于 正 2HCl2e=Cl2↑+2H+ 11.2
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將三個已知的熱化學方程式相加即得到目標方程式,目標方程式的焓變等于三個已知方程式的焓變和,相應的熱化學方程式為4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=116kJ·mol-1;
(2)①根據(jù)熱化學方程式可知,反應物中HCl的占比較高,反應的速率較快,但由于O2為固定值,則HCl的轉(zhuǎn)化率會下降,故L1為1:1條件下的曲線,L2為4:1條件下的曲線,L3為7:1條件下的曲線;
②若比值過低,將反應物和產(chǎn)物分離需要的能耗較高;若比值過高,HCl的轉(zhuǎn)化率較低;
③增大壓強平衡正向移動,有助于提高HCl的轉(zhuǎn)化率;減小生成物濃度平衡正向移動,也可提高HCl的轉(zhuǎn)化率,適當降低溫度平衡向放熱反應即正反應方向進行,有助于提高HCl的轉(zhuǎn)化率;
④當溫度升高平衡轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應方向移動,反應物濃度升高生成物濃度降低,平衡常數(shù)K減小,故K(200℃)大于K(300℃);
⑤300℃時,L2比例HCl的轉(zhuǎn)化率為88%,
反應動平衡常數(shù)K==;
(3)①根據(jù)電池示意圖,右側(cè)HCl失去電子生成Cl2,為電解池的陽極,故電源b為正極;
②陽極區(qū)的電極方程式為2HCl-2e-=Cl2↑+2H+;
③根據(jù)陽極的電極方程式,電路中轉(zhuǎn)移1mol電子,反應生成0.5mol Cl2,在標準狀況下為11.2L。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含Fe2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:
下列敘述正確的是( )
A.試劑X可以是氫氧化鈉溶液,也可以是鹽酸
B.反應①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵
C.反應②的化學方程式為NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
D.圖中所有反應都不是氧化還原反應
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)25℃時,0.1mol/L HCl溶液中由水電離出的H+的濃度為_______;
(2)若向氨水中加入少量硫酸銨固體,此時溶液中將_______;(填“增大”、“減小”或“不變”)
(3)25℃時,向AgNO3溶液中加入BaCl2溶液和KBr溶液,當兩種沉淀共存時, =____;[已知:25℃時,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10 ]
(4)用離子方程式表示NH4F不能用玻璃試劑瓶裝的原因________;
(5)25℃時,有下列四種溶液:A. 0.1mol/L CH3COONH4溶液 B. 0.1mol/L CH3COOH溶液 C.0.1mol/L CH3COONa溶液 D.等體積0.4mol/L CH3COOH溶液和0.2mol/L NaOH溶液的混合液(混合液呈酸性)
① 已知A溶液呈中性,試推斷(NH4)2CO3溶液呈______性(填“酸”或“堿”或“中”);
② D溶液中除H2O外所有分子、離子濃度由大到小的順序為________;
③ 上述四種溶液中水的電離程度由小到大的順序為________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】目前應用最廣泛的氮氧化物脫除技術(shù)原理為:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H=﹣11.63 kJ/mol。其他條件不變時,在2 L密閉容器中使用不同的催化劑X、Y、Z,產(chǎn)生n(N2)隨時間的變化如下圖所示。下列說法不正確的是
A.用催化劑X與Z,達到平衡時,N2產(chǎn)率一樣
B.用催化劑Y前50 s平均反應速率v(NH3)=0.03 mol/(Ls)
C.分離出體系中的H2O(g)有利于提升氮氧化物的脫除率
D.若體系各物質(zhì)狀態(tài)保持不變,則反應在任何溫度下均可自發(fā)進行
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)微粒間作用力的說法正確的是
A. 硼酸[B(OH)3]晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),則分子中B原子發(fā)生的是sp3雜化,不同層分子間主要作用力是范德華力
B. 金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強烈的相互作用,所以與共價鍵類似也有方向性和飽和性
C. 干冰氣化和冰融化克服的分子間作用力相同
D. 離子晶體熔融狀態(tài)電離過程中,只有離子鍵被破壞
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖是部分短周期元素化合價與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說法正確的是
A.原子半徑:Z>Y>X
B.Y和Z兩者最高價氧化物對應的水化物之間能相互反應
C.WX3和水反應形成的化合物是離子化合物
D.氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:W>R
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】以 NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 36g冰(圖甲)中含共價鍵數(shù)目為4NA
B. 12g金剛石(圖乙)中含有σ鍵數(shù)目為4NA
C. 44g干冰(圖丙)中含有NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元
D. 12g石墨(圖。┲泻π鍵數(shù)目3NA
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】明代宋應星 《天工開物·銅》寫到:“凡銅供世用,出山與出爐,止有赤銅。以爐甘石或倭鉛參和,轉(zhuǎn)色為黃銅;以砒霜等藥制煉為白銅;礬、硝等藥制煉為青銅;廣錫參和為響銅;倭鉛和寫﹝瀉﹞為鑄銅。初質(zhì)則一味紅銅而已。”回答下列問題:
(1)古人描述的倭鉛的主要成分不是鉛,而是一種位于第四周期的過渡元素,其基態(tài)原子的第三能層的能級全部排滿,其原子外圍電子的排布式為:________________________
(2)在CuSO4溶液中加過量氨水后再向該溶液中加入一定量乙醇會析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O,寫出此過程中藍色絮狀沉淀滴加過量氨水的離子反應方程式________________________________________,[Cu(NH3)4]SO4·H2O中與Cu2+形成配位鍵的原子是________(填元素符號),若要確定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶體還是非晶體,最科學的方法是對其進行_________________實驗。
(3)含有鋇元素的鹽的焰色反應為_______色,許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應,其原因是______________________
(4)黃銅礦是主要的煉銅原料,CuFeS2是其中銅的主要存在形式。四方晶系CuFeS2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①Cu+的配位數(shù)為__________,
②已知:底邊a=b=0.524 nm,高c=1.032 nm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,CuFeS2晶體的密度是___________gcm3(列出計算表達式即可)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如下圖,則此有機物可發(fā)生的反應類型有( )
①取代反應②加聚反應③消去反應④酯化反應⑤水解反應⑥氧化反應⑦顯色反應
A. ①②④⑥⑦B. ②③④⑥⑦C. ①②③④⑤⑥D. 全部
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com