【題目】“一碳化學(xué)”是指以含一個碳原子的化合物(如:CO2、CO、CH4、CH3OH等)為初始反應(yīng)物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化學(xué)。以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:
反應(yīng)I:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) △H1=-159.47kJ/mol K1
反應(yīng)II:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol K2
總反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3 K3
請回答下列問題:
(1)①總反應(yīng)的△H3=_______kJ/mol。該熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)K3=____________(用K1、K2表示)。
②反應(yīng)I一般在_________(填“高溫”或“低溫”)情況下有利于該反應(yīng)的進(jìn)行。
③一定溫度下,在體積為固定的密閉容器中按計量比進(jìn)行反應(yīng)I,下列不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)的是__________(填序號)。
A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
B.容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變化
C.2V正(NH3)=V逆(CO2)
D.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
④環(huán)境為真空時,在一敞開容器(非密閉容器)中加入NH2COONH4固體,足夠長時間后,反應(yīng)是否建立平衡狀態(tài)? ___________(填“是”或“否”)。
(2)在體積可變的恒壓(p總)密閉容器中充入1 mol CO2 與足量的碳,讓其發(fā)生反應(yīng):C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡時,體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示。
①T℃時,在容器中若充入稀有氣體,v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”);若充入等體積的CO2 和CO,平衡________移動(填“正向”“逆向”或“不”)。
②650℃,CO2 的轉(zhuǎn)化率為_____________。
③已知:氣體分壓(P分)=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù)。用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡常數(shù),925℃時,Kp=_____________ (用含P總的代數(shù)式表示)。
【答案】 -86.98 K1·K2 低溫 AC 否 > 不 25% 23.04P總
【解析】(1)①反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)△H1=-159.47kJ/mol,反應(yīng)Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49 kJ/mol,總反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3,由蓋斯定律總反應(yīng)=反應(yīng)I+反應(yīng)Ⅱ,得到2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3 =-86.98 kJ/mol,該熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)K3= K1·K2,故答案為:-86.98;K1·K2;
②根據(jù)△G=△H-T△S<0時反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,反應(yīng)I的△H<0,△S<0,則在低溫下有利于該反應(yīng)的進(jìn)行,故答案為:低溫;
③一定溫度下,在體積為固定的密閉容器中按計量比進(jìn)行反應(yīng)I:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)。A.只有反應(yīng)物中含有氣體,氨氣和二氧化碳的物質(zhì)的量不變,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終變化,不能說明達(dá)到了平衡狀態(tài),錯誤;B.容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變化,說明容器中氣體的物質(zhì)的量不變,說明達(dá)到了平衡狀態(tài),正確;C.根據(jù)方程式,V正(NH3)=2V逆(CO2)表示正逆反應(yīng)速率相等,因此2V正(NH3)=V逆(CO2),表示的正逆反應(yīng)速率不等,不能說明達(dá)到了平衡狀態(tài),錯誤;D.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化,說明混合氣體的質(zhì)量不變,說明達(dá)到了平衡狀態(tài),正確;故選AC;
④環(huán)境為真空時,在一敞開容器(非密閉容器)中加入NH2COONH4固體,足夠長時間后,反應(yīng)不能建立平衡狀態(tài),氨氣和二氧化碳的濃度始終為0,分解反應(yīng)會一直進(jìn)行下去,直至反應(yīng)完全,故答案為:否;
(2)①T℃時,在容器中若充入稀有氣體,容器的體積增大,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),平衡正向移動,則v(正)>v(逆);由圖可知,T℃時,反應(yīng)達(dá)平衡后CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)都為50%即為平衡狀態(tài),T℃時,若充入等體積的CO2和CO平衡不移動,故答案為:>;不;
②由圖可知,650℃時,反應(yīng)達(dá)平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為40%,設(shè)開始加入的二氧化碳為1mol,轉(zhuǎn)化了xmol,
則有 C(s)+CO2(g)2CO(g)
開始(mol) 1 0
轉(zhuǎn)化(mol) x 2x
平衡(mol) 1-x 2x
所以×100%=40%,解得x=0.25mol,則CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%,故答案為:25%;
③925℃時,CO的體積分?jǐn)?shù)為96%,則CO2的體積分?jǐn)?shù)都為4%,所以用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp===23.04P總,故答案為:23.04P總。
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【題目】下列指定反應(yīng)的離于方程式正確的是
A. 向氯化鋁溶液中滴加過量氨水:Al3++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2O
B. 濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制取Cl2:MnO2+4HCl(濃) Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2O
C. 酸性條件下,碘化鉀溶液露置于空氣中變質(zhì):4H++4I-+O2=2I2+2H2O
D. 向Ca(HCO3)2溶液中加入少量Ca(OH)2溶液:HCO3-+OH-=CO32-+H2O
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【題目】黑灰的主要成分是硫化鋇(BaS),常用于制取氧化鋇等鋇鹽。
I.工業(yè)上常用如下方案測定黑灰中BaS含量:
步驟:準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量黑灰試樣置于燒杯中,加入適量的蒸餾水使黑灰充分溶解。
步驟2:過濾并洗滌殘留固體2~3次,將濾液、洗滌液合并后完全轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中,加水定容。
步驟3:取20.00mL步驟2中溶液于錐形瓶中,再迅速加入10mL2%醋酸稀溶液及25.00mL 0.5mo1/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量),充分振蕩,使BaS完全轉(zhuǎn)化為S。
步驟4向錐形瓶中加入2-3滴淀粉溶液,用0.1mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積VmL(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
步驟5....
步驟6數(shù)據(jù)處理,計算黑灰中BaS含量。
(1)步驟2實驗中所需的玻璃儀器有燒杯、漏斗.500mL容量瓶、_______。
(2)步驟4到達(dá)滴定終點時,滴定管中液面如圖所示,此時滴定管讀數(shù)為____mL。若盛裝Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管未潤洗,則所測得的BaS含量將會_______(填“偏高”、“偏低"或“不變”)。
(3)為保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,步驟5應(yīng)為_______________。
II.氯化鋇可用于測定煤礦酸性礦井水中硫酸鹽的含量。
(1)酸性礦井水(主要含有H+、Fe2+、SO42-)是煤層中夾雜的硫鐵礦(FeS2)被空氣中氧氣氧化所致,該反應(yīng)的離子方程式為_______________。
(2)查閱資料發(fā)現(xiàn)鐵元素的存在對SO2含量(mg/L)的測定結(jié)果影響較大。請補(bǔ)充完整測定酸性礦井水中SO42-含量的實驗步驟:量取一定體積的酸性礦井水,________,根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算廢水中SO42-含量。
(實驗中須使用的試劑有:稀氨水、30%雙氧水、1mol/LBaCl2溶液)
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【題目】某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為,它可以發(fā)生反應(yīng)的類型有( )
①加成 ②消去 ③水解 ④酯化 ⑤氧化 ⑥加聚
A. ①②③⑥ B. ①②④⑤ C. ①②⑤⑥ D. ③④⑤⑥
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【題目】某化工廠以丙烯、乙烯為原料進(jìn)行化工生產(chǎn)的主要流程如下。下列有關(guān)說法錯誤的是( )
,其中
A.反應(yīng)①與反應(yīng)④均是取代反應(yīng)
B.反應(yīng)②與反應(yīng)③均是加成反應(yīng)
C.反應(yīng)②中產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為CH2BrCH2CHClBr
D.反應(yīng)③、④表明硫酸是乙烯與水反應(yīng)的催化劑
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【題目】下列說法正確的是( )。
A.酯化反應(yīng)也屬于加成反應(yīng)
B.酯化反應(yīng)中羧酸脫去羧基中的羥基,醇脫去羥基中的氫原子生成水
C.濃硫酸在酯化反應(yīng)中只起催化劑的作用
D.欲使酯化反應(yīng)生成的酯分離并提純,可以將酯蒸氣通過導(dǎo)管伸入飽和碳酸鈉溶液的液面下,再用分液漏斗分離
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【題目】工業(yè)上利用電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣、燒堿和氫氣。
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:_______ 。
(2)電解食鹽水的過程中,其中氧化劑為______,還原劑為_______。
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【題目】下列各組物質(zhì)中,都是共價化合物的是( )
A.H2S和Na2O2B.H2O2和NH4Cl
C.NH3和O2D.HNO3和HClO4
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【題目】石墨烯鋰硫電池放電時的工作原理示意圖如圖,電池反應(yīng)為:2Li + nS=Li2Sn,有關(guān)該電池說法正確的是( )
A. 放電時,Li+ 向負(fù)極遷移
B. 電池工作時,正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
C. 當(dāng)外電路有2mol電子通過時,有1mol Li+通過陽離子交換膜
D. 該電池可以選用鹽酸作為電解質(zhì)增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性
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