銅單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科研中有重要作用。
(1)已知:2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H=-292kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
請寫出用足量炭粉還原CuO(s)制備Cu2O(s)的熱化學(xué)方程式: ;
(2)現(xiàn)用氯化銅晶體(CuCl2·2H2O,含氯化亞鐵雜質(zhì))制取純凈的CuCl2·2H2O。先將其制成水溶液,后按如圖步驟進(jìn)行提純:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH見下表
金屬離子 | Fe3+ | Fe2+[來源:學(xué)&科& | Cu2+ |
氫氧化物開始沉淀時的pH | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
氫氧化物完全沉淀時的pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 |
(1)C(s)+2CuO(s)=CO(g)+Cu2O(s) △H=+35.5kJ·mol-1(2分)
(2)①H2O2好,不引入雜質(zhì)離子(2分)。
H2O2+2Fe2++2H+=2 Fe3++2H2O(2分)
②Fe3+(1分),取少量溶液于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,證明含F(xiàn)e3+。若溶液不變紅色,則證明不含F(xiàn)e3+。(2分)
③ef(2分)
④碳酸鈣溶解,產(chǎn)生氣泡和紅褐色沉淀(1分)
解析試題分析:(1)利用蓋斯定律,
①2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H=-292kJ·mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
用②-①可以得到:C(s)+2CuO(s)=CO(g)+Cu2O(s) △H=+35.5kJ·mol-1(2分)
(2)①高錳酸鉀和次氯酸鈉作氧化劑的話,都要會引入雜質(zhì)離子,便是H2O2是綠色氧化劑,不引入雜質(zhì)離子(2分)。H2O2+2Fe2++2H+=2 Fe3++2H2O(2分)②Fe3+(1分),取少量溶液于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,證明含F(xiàn)e3+。若溶液不變紅色,則證明不含F(xiàn)e3+。(2分)③溶液Ⅱ是酸性溶液,加入含銅的物質(zhì)可以調(diào)節(jié)溶液的pH值,對于ef而言,雖然可以調(diào)節(jié)溶液的pH值,但是引進(jìn)了雜質(zhì)離子。(2分)④碳酸鈣溶解,產(chǎn)生氣泡和紅褐色沉淀(1分)
考點:考查熱化學(xué),物質(zhì)的提純。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。
(1)一定條件下發(fā)生反應(yīng):
①CO2(g) +3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) △H1
②2CO(g) +O2(g) =2CO2(g) △H2
③2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H3
則CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 的△H= 。
(2)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng): CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他條件不變,在300℃和500℃時,物質(zhì)的量n(CH3OH) 與反應(yīng)時間t的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的△H 0 (填>、<或=)。
(3)若要提高甲醇的產(chǎn)率,可采取的措施有____________(填字母)。
A.縮小容器體積 |
B.降低溫度 |
C.升高溫度 |
D.使用合適的催化劑 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
請回答:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:_______________________________。
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出如圖循環(huán)圖
并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。
請分析:甲、乙兩同學(xué)觀點正確的是________(填“甲”或“乙”);判斷的理由是________________________________________________________。
(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點,請列舉其中的兩個優(yōu)點___________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
實施以減少能源浪費和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求,依靠理論知識做基礎(chǔ)。試運用所學(xué)知識,解決下列問題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:它所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:_____________________________
(2)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3 kJ/mol
總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH="__________" ,
二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料電池具有啟動快,效率高等優(yōu)點,若電解質(zhì)為酸性,該電池的負(fù)極反應(yīng)為_____________________________。
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上制備 BaC12 的工藝流程圖如圖所示:
某研究小組在實驗室用重晶石(主要成分BaSO4)對工業(yè)過程進(jìn)行模擬實驗。查表得:
(1)反應(yīng)C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H = kJ/mol
(2)過濾過程中需要使用玻璃棒,玻璃棒的作用是 。
(3)鹽酸溶解焙燒的固體后,產(chǎn)生的氣體用過量 NaOH 溶液吸收,得到硫化鈉溶液。 Na2S 水解的離子方程式為 。
(4)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時, = 。[已知:
Ksp(AgBr) = 5.4×10─13 , Ksp(AgCl) = 2.0×10─10]
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1,則反應(yīng):3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:CO2(g)+4 H2 (g) C H4 (g)+2 H2O(g),向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2 mol·L一1,H2 0.8 mol·L一1,CH40.8 mol·L一1,H2O1.6 mol·L一1。則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。300 ℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8,則該反應(yīng)的△H_____(填“>’’或“<”)O。
(3)華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法,可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放,其基本原理如
圖所示:
①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________。
②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時進(jìn)行,碳酸鈣先分解為CaO和CO2,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,則陽極的電極反應(yīng)式為___________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。
(1)氯氣工業(yè)上來源于氯堿工業(yè),氯堿工業(yè)的化學(xué)方程式為
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO和H2,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3 kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0 kJ/mol,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:_____ _____;
(3)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g) Cl2(g) + CO(g) △H =" +108" kJ/mol。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線來示出):
①計算反應(yīng)在第8 min時的平衡常數(shù)K = __________(保留小數(shù)點后兩位數(shù)字)
②比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度(T8)的高低:T(2)____T(8)(填“<”、 “>”或“=”);
③若12 min時反應(yīng)于溫度T(8)下重新達(dá)到平衡,則此時c(COCl2) = ______mol/L;
④比較產(chǎn)物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2-13)表示]的大小____________;
⑤反應(yīng)物COCl2在5-6 min和15-16 min時平均反應(yīng)速率的大小為:V(5-6) > V(15-16),原因是__ _____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)CO對合成氨的催化劑有毒害作用,常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO,其反應(yīng)原理為:[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,再生的適宜條件是 __________(填寫選項編號)。
A.高溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.低溫、高壓
(3)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0。某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2,該反應(yīng)進(jìn)行到40 s時達(dá)到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為________。下圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中的NH3濃度變化。若反應(yīng)延續(xù)至70s,保持其它條件不變情況下,請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應(yīng)的進(jìn)程曲線。
(4)將尿素施入土壤后,大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)(25℃)如下表:
弱電解質(zhì) | H2CO3 | NH3·H2O |
電離平衡常數(shù) | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
運用化學(xué)反應(yīng)原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
則CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=________kJ·mol-1
(2)下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是________(填寫序號).
a.使用高效催化劑 b.降低反應(yīng)溫度
c.增大體系壓強 d.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來
(3)在一定壓強下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如右圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________(mol·L-1)-2;
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達(dá)到新平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)某科研小組用SO2為原料制取硫酸。
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。
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