【題目】氯及其化合物在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
(1)已知:900 K時,4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),反應(yīng)自發(fā)。
①該反應(yīng)是放熱還是吸熱,判斷并說明理由______________________________________。
②900 K時,體積比為4:l的HCl和O2在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),HCl的平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl) 隨壓強(P)變化曲線如圖。保持其他條件不變,升溫到T K(假定反應(yīng)歷程不變),請畫出壓強在1.5×l05~4.5×105Pa范圍內(nèi),HCl的平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨壓強(P)變化曲線示意圖_________。
(2)已知:Cl2(g)+2NaOH(aq)==NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) △Hl=―102 kJ·mol-1
3Cl2(g)+6NaOH(aq)==5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1) △H2=―422 kJ·mol—1
①寫出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的熱化學(xué)方程式_____________________。
②用過量的冷NaOH溶液吸收氯氣,制得NaClO溶液(不含NaClO3),此時ClO―的濃度為c0 mol·L-1;加熱時NaClO轉(zhuǎn)化為NaClO3,測得t時刻溶液中ClO―濃度為ct mol·L-1,寫出該時刻溶液中Cl―濃度的表達式;c(Cl―)=_________ mol·L-1 (用c0、ct表示)
③有研究表明,生成NaClO3的反應(yīng)分兩步進行:
I、2ClO―=ClO2―+Cl―
II、ClO2―+ClO―=ClO3―+Cl―
常溫下,反應(yīng)II能快速進行,但氯氣與NaOH溶液反應(yīng)很難得到NaClO3,試用碰撞理論解釋其原因:_______________________________。
(3)電解NaClO3水溶液可制備NaClO4。在電解過程中由于陰極上吸附氫氣,會使電解電壓升高,電解效率下降。為抑制氫氣的產(chǎn)生,可選擇合適的物質(zhì)(不引入雜質(zhì)),寫出該電解的總化學(xué)方程式________________________________________。
【答案】 放熱,△S<0,反應(yīng)自發(fā)滿足△H-T△S<0 3NaClO(aq)=2NaCl(aq)+NaClO3(aq)△H=-116kJ/mol (5c0-2ct)/3 反應(yīng)Ⅰ的活化能高,活化分子百分數(shù)低,不利于ClO-向ClO3-轉(zhuǎn)化 2NaClO3+O22NaClO4
【解析】(1)①反應(yīng)自發(fā)進行的判斷依據(jù)是△H-T△S<0;
②根據(jù)溫度、壓強對平衡狀態(tài)的影響分析判斷;
(2)①蓋斯定律計算NaClO分解生成NaClO3的熱化學(xué)方程式;
②氯氣和氫氧化鈉生成氯離子,次氯酸鈉分解生成氯離子,溶液中氯離子為二者總和;
③根據(jù)活化能對反應(yīng)的影響分析;
(3)為抑制氫氣的產(chǎn)生,可選擇合適的物質(zhì)氧氣和氫氣反應(yīng)生成水。
(1)①900 Κ時,4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的△S<0,反應(yīng)自發(fā)滿足△H-T△S<0,△H<0;
②900K時,體積比為4:1的HCl和O2在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),HCl的平衡轉(zhuǎn)化率α(HCl)隨壓強(P)變化曲線如圖。保持其他條件不變,升溫到T K,平衡逆向進行,HCl轉(zhuǎn)化率減小,隨壓強增大平衡正向進行,HCl轉(zhuǎn)化率增大,據(jù)此畫出圖象為;
(2)①已知:
Ⅰ、Cl2(g)+2NaOH(aq)==NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) △Hl=―102 kJ·mol-1
Ⅱ、3Cl2(g)+6NaOH(aq)==5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(1) △H2=―422 kJ·mol—1
根據(jù)蓋斯定律可知Ⅱ-Ⅰ×3得到NaClO分解生成NaClO3的熱化學(xué)方程式:3NaClO(aq)=2NaCl(aq)+NaClO3(aq)△H=-116kJ/mol;
②用過量的冷NaOH溶液吸收氯氣,制得NaClO溶液(不含NaClO3),此時ClO-的濃度為c0 molL-1,則Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)反應(yīng)中生成氯離子濃度為c0 molL-1,加熱時NaClO轉(zhuǎn)化為NaClO3,測得t時刻溶液中ClO-濃度為ct mol·L-1,反應(yīng)的次氯酸鈉濃度=c0 molL-1-ct mol·L-1
3NaClO(aq)=NaClO3(aq)+2NaCl(aq)
3 2
c0 molL-1-ct mol·L-1 2(c0 molL-1-ct mol·L-1)/3
該時刻溶液中Cl-濃度的表達式:c0 molL-1+2(c0 molL-1-ct mol·L-1)/3=(5c0-2ct)/3 mol
③常溫下,反應(yīng)II能快速進行,但氯氣與NaOH溶液反應(yīng)很難得到NaClO3,說明反應(yīng)進行決定于反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)Ⅰ的活化能高,活化分子百分數(shù)低,不利于ClO-向ClO3-轉(zhuǎn)化;
(3)電解NaClO3水溶液可制備NaClO4,在電解過程中由于陰極上吸附氫氣,會使電解電壓升高,電解效率下降。為抑制氫氣的產(chǎn)生,可選擇合適的物質(zhì)氧氣和氫氣反應(yīng)生成水,該電解池中電解的化學(xué)方程式為:2NaClO3+O22NaClO4。
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【題目】二氧化碳加氫合成乙烯的反應(yīng)如下:2CO2(g )+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。
已知:①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2 ΔH1=a kJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH2=bkJ/mol;
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3=c kJ/mol;
請回答:
(1)ΔH=____kJ/mol。(用a、b、c 表示)
(2)在催化劑[Fe3(CO)12/ZSM-5]、空速1200 h-1 條件下,溫度、壓強、氫碳比[n(H2)/n(CO2)=x]對CO2平衡轉(zhuǎn)化率及溫度對催化效率影響如圖1所示。
①下列有關(guān)說法正確的是________(填字母)。
A.ΔH>0
B.增大氫碳比,可以提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率
C.溫度低于300℃時,隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大
D.平衡常數(shù):K(M)>K(N)
E.為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)在盡可能低的溫度下合成乙烯
②M點時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為2/3,則此時平衡體系中乙烯的體積分數(shù)為_________。
③工業(yè)生產(chǎn)中壓強一般控制在2.1~2.6 MPa之間,理由是____________________________。
(3)恒溫(300℃),在體積為1L的恒容容器中以n(H2)/n(CO2)=3的投料比加入反應(yīng)物,至t1時達到平衡。t2時將容器體積瞬間擴大至2 L并保持不變,t3時重新達平衡。在圖2中繪制0~t4時間段內(nèi),容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(M)隨時間(t)變化的圖像。_______
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【題目】已知溶液中可發(fā)生反應(yīng):2FeBr2+Br2=2FeBr3,現(xiàn)向100mL的FeBr2溶液中通入3.36LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),充分反應(yīng)后測得溶液中Cl-和Br-的物質(zhì)的量濃度相等,則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為( )
A. 2molL-1 B. 1molL-1 C. 0.4molL-1 D. 0.2molL-1
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【題目】為研究某溶液中溶質(zhì)R的分解速率的影響因素,分別用三份不同初始濃度的R溶液在不同溫度下進行實驗,c(R)隨時間變化如圖。下列說法不正確的是( )
A. 25 ℃時,在0~30 min內(nèi),R的分解平均速度為0.033 mol·L-1·min-1
B. 對比30 ℃和10 ℃曲線,在50 min時,R的分解百分率相等
C. 對比30 ℃和25 ℃曲線,在0~50 min內(nèi),能說明R的分解平均速度隨溫度升高而增大
D. 對比30 ℃和10 ℃曲線,在同一時刻,能說明R的分解速率隨溫度升高而增大
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【題目】某溫度下,相同pH的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,平衡時pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。據(jù)圖判斷不正確的是( )
A. I是鹽酸,Ⅱ是醋酸
B. 稀釋前等體積的I、Ⅱ溶液中和氫氧化鈉的能力相同
C. a、b、c三點KW的數(shù)值相同
D. 溶液的導(dǎo)電性a>b>c
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( )
A. 23 g Na與足量H2O反應(yīng)完全后可生成NA個H2分子
B. 1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個SO3分子
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L Cl2含NA個原子
D. 3 mol單質(zhì)Fe完全轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Fe3O4,失去8NA個電子
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【題目】某一反應(yīng)體系有反應(yīng)物和生成物共五種物質(zhì):O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知該反應(yīng)中H2O2只發(fā)生如下過程:H2O2→O2
(1)該反應(yīng)中的還原劑是____________。
(2)該反應(yīng)中,發(fā)生還原反應(yīng)的過程是______________→____________。
(3)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_____________。
(4)如反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.3 mol電子,則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 。
(5)已知I-、Fe2+、SO2、Cl-、H2O2均有還原性,它們在酸性溶液中還原性的強弱順序為:SO2>I->H2O2>Fe2+>Cl-,則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ |
B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI |
C.H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O |
D.2Fe3++2I-=2Fe2++I2 |
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【題目】實驗室按如下裝置測定純堿(含少量NaC1)的純度。下列說法不正確的是
A. 滴入鹽酸前,應(yīng)將裝置中含有CO2的空氣排盡
B. 裝置①、④的作用是防止空氣中的CO2進入裝置③
C. 必須在裝置②、③間添加盛有飽和 NaHCO3溶液的洗氣瓶
D. 反應(yīng)結(jié)束時,應(yīng)再通入空氣將裝置②中CO2轉(zhuǎn)移到裝置③中
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【題目】實驗室制備1-溴丁烷的原理為CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O,根據(jù)原理設(shè)計實驗裝置如圖1所示(夾持裝置已略去)
(1)儀器D的名稱為________,使用玻璃棒攪拌的目的是__________________。
(2)1-溴丁烷的制備反應(yīng)中可能有:________、________、溴化氫等副產(chǎn)物生成。熄滅圖1中A裝置中的酒精燈,打開a,余熱會使反應(yīng)繼續(xù)進行。B、C裝置可檢驗部分副產(chǎn)物,則B、C裝置中所盛放的試劑分別是________、________。
(3)為了精制1-溴丁烷,待燒瓶冷卻后,將A裝置中的玻璃棒換成溫度計,關(guān)閉a,打開b,使冷水從________(填“c”或“d”)處流入。對粗產(chǎn)品進行蒸餾提純時,圖2裝置中溫度計的位置正確的是________(填字母,下同),可能會導(dǎo)致收集到的產(chǎn)品中混有低沸點雜質(zhì)的裝置是________。
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