(15分)能源、環(huán)境與人類生活和社會發(fā)展密切相關(guān),研究它們的綜合利用有重要意義。

(1)氧化—還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化:

①反應(yīng)Ⅰ為:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol。

②反應(yīng)Ⅱ中,當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2時,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

(2)硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法,同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化,主要反應(yīng)為:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-41.8 kJ·mol-1已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1寫出NO和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學(xué)方程式 。

(3)某化學(xué)興趣小組構(gòu)想將NO轉(zhuǎn)化為HNO3,裝置如下圖,電極為多孔惰性材料。則負(fù)極的電極反應(yīng)式是 。

(4)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);

①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。

②已知在某壓強下,該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示。該反應(yīng)的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。

(5)合成氣CO和H2在一定條件下能發(fā)生如下反應(yīng):CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) △H<0。在容積均為VL的I、Ⅱ、Ⅲ三個相同密閉容器中分別充入amol CO和2a mol H2,三個容器的反應(yīng)溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變,在其他條件相同的情況下,實驗測得反應(yīng)均進行到t min時CO的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,此時I、Ⅱ、Ⅲ三個容器中一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 ;若三個容器內(nèi)的反應(yīng)都達(dá)到化學(xué)平衡時,CO轉(zhuǎn)化率最大的反應(yīng)溫度是 。

⑴①1(2分)②6NO2+4CO(NH2)2=7N2+8H2O+4CO2(2分)

⑵2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g) △H=-113.0 kJ/mol(2分) ⑶NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+(2分)

⑷① c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2) (2分) ② < (2分) ⑸Ⅲ(2分);T1(1分)

【解析】

試題分析:(1)氧化—還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化:

①標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L氧氣的物質(zhì)的量是0.5mol,則根據(jù)反應(yīng)NO+O3=NO2+O2可知生成11.2 L O2時,消耗NO是0.5mol。氮元素的化合價從+2價升高到+4價,失去2個電子,所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.5mol×2=1mol。

②反應(yīng)Ⅱ中,當(dāng)n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2時,根據(jù)原子守恒可知除了生成氮氣外,還有CO2和水生成,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是6NO2+4CO(NH2)2=7N2+8H2O+4CO2。

(2)已知:①NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-41.8 kJ·mol-1,②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1,則根據(jù)蓋斯定律可知②—①×2即可得到NO和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學(xué)方程式2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g) △H=-113.0 kJ/mol。

(3)原電池中負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),因此NO在負(fù)極通入失去電子轉(zhuǎn)化為硝酸根,電極反應(yīng)式是NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+。

(4)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);

①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,所以根據(jù)方程式可知該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)。

②根據(jù)圖像可知在投料比相同的條件下,升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率降低,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進行,所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng),即該反應(yīng)的ΔH<0。

(5)隨著反應(yīng)的進行CO逐漸被消耗,含量逐漸降低,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后CO的含量最低。由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進行,所以CO的含量又逐漸增大。根據(jù)圖像可知I、Ⅱ、Ⅲ三個容器中CO最高的是Ⅲ,最低的是Ⅱ,這說明溫度由T1到T2時CO的含量降低,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,即I一定沒有達(dá)到平衡狀態(tài)。溫度由T2到T3時CO的含量升高,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,所以Ⅲ一定是平衡狀態(tài),而Ⅱ可能是平衡狀態(tài),所以一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是Ⅲ。溫度低有利于CO的轉(zhuǎn)化,所以若三個容器內(nèi)的反應(yīng)都達(dá)到化學(xué)平衡時,CO轉(zhuǎn)化率最大的反應(yīng)溫度是T1。

考點:考查氧化還原反應(yīng)、蓋斯定律、外界條件對平衡狀態(tài)對影響和計算以及電極反應(yīng)式等

考點分析: 考點1:氧化還原反應(yīng) 考點2:化學(xué)反應(yīng)與能量 考點3:化學(xué)平衡狀態(tài)及移動 考點4:原電池 試題屬性
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向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中逐滴加入0.1mol·L-1稀HCl,混合液pH與所加鹽酸體積(V/mL)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.在D點:c(NH4+)+c(NH3·H2O)>c(Cl-)

B.在C點,有V1>10,且c(NH4+)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)

C.在A、C間任一點,溶液中一定都有:c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)

D.由B到C的過程中,c(NH4+)/c(NH3·H2O)先增大后減小

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下列離子或分子在溶液中能大量共存的是

A.K+、Al3+、Cl-、NO3- B.K+、Fe3+、Cl-、SiO32-

C.H+、Fe2+、SO42-、Br2 D.K+、Ag+、NH3·H2O、NO3-

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(14分)D、E為中學(xué)化學(xué)常見的金屬單質(zhì),F(xiàn)是一種黑色晶體。E與C的濃溶液在常溫作用無明顯現(xiàn)象,加熱時則有大量無色氣體產(chǎn)生,同時生成H。在一定條件下C、D間能發(fā)生反應(yīng)。各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖:

(1)已知1g E在B中燃燒放出的熱量為Q kJ,試寫出表示E燃燒熱的熱化學(xué)方程式______。

(2)檢驗H和G的混合溶液中含有G的陽離子的試劑可以是:_____________。

A.氯水和KSCN溶液 B.氫氧化鈉溶液 C.酸性KMnO4溶液

(3)用惰性電極電解一定濃度的A的水溶液,陽極反應(yīng)式為_____________________,通電一段時間后,向所得溶液中加入8.0g D的氧化物后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解過程中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為__________。

(4)假設(shè)用以鉑做電極,KOH溶液為電解質(zhì)溶液的肼(N2H4)——空氣燃料電池作為本過程的電源,則放電時的負(fù)極反應(yīng)式 (生成物均無污染)。

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已知某有機物X的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列有關(guān)敘述不正確的是

A.X的化學(xué)式為C10H10O6

B.X在一定條件下能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

C.1 mol X分別與足量的Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反應(yīng),消耗這三種物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為3 mol、4 mol、1 mol

D.X在一定條件下能發(fā)生消去反應(yīng)和酯化反應(yīng)

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Q、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素,X的焰色反應(yīng)呈黃色。Q元素的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍。W、Z最外層電子數(shù)相同,Z的核電荷數(shù)是W的2倍。元素Y的合金是日常生活中使用最廣泛的金屬材料之一,下列說法正確的是

A.原子半徑的大小順序:rY> rX >rQ>rW

B.X、Y的最高價氧化物的水化物之間不能發(fā)生反應(yīng)

C.Z元素的氫化物穩(wěn)定性大于W元素的氫化物穩(wěn)定性

D.元素Q和Z能形成QZ2型的共價化合物

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【化學(xué)-選修2 化學(xué)與技術(shù)】

下圖是傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)金屬鋁的基本流程圖。結(jié)合鋁生產(chǎn)的流程圖回答下列問題:

(1)工業(yè)冶煉金屬鋁用的是鋁土礦,鋁土礦的主要成分是________(填化學(xué)式)。石油煉制和煤的干餾產(chǎn)品__________(填物質(zhì)名稱)作電解鋁的陰極和陽極材料。

(2)在金屬鋁的冶煉中加入冰晶石和氟化鈣的目的是________

(3)在冶煉過程中,陽極材料需要定期進行更換,原因是氧化鋁溶解并和部分冰晶石發(fā)生反應(yīng)生成Al2OF62-,寫出該反應(yīng)的離子方程式________________。若電解的總反應(yīng)為2Al2O3+3C3CO2+4Al,則陽極的電極反應(yīng)式為_______________。

(4)冰晶石能在堿性溶液中分解,寫出冰晶石與足量NaOH溶液反應(yīng)生成兩種鈉鹽的化學(xué)方程式______________。

(5)已知生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能為1.8x106J,9g鋁制飲料罐可回收能量為0.2kJ,則鋁制飲料罐的熱回收效率η=_____________。(熱回收效率= 回收能量/生產(chǎn)耗能 x100%)

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將2.56 g Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng),隨著Cu的不斷減少,反應(yīng)生成氣體的顏色逐漸變淺,當(dāng)Cu反應(yīng)完畢時,共收集到氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為

A.0.05 mol B.1 mol C.1.05 mol D.0.13 mol

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(6分)電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板。用FeCl3溶液做腐蝕液與Cu反應(yīng)生成CuCl2和FeCl2。

(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

(2)印刷電路的廢腐蝕液含有大量CuCl2、FeCl2、FeCl3,任意排放會造成環(huán)境污染及資源的浪費。通過下列流程可從該廢液中回收銅,并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為FeCl3溶液,作為腐蝕液原料循環(huán)使用。

Ⅰ、步驟②需加入的試劑A是 (填化學(xué)式);

Ⅱ、步驟③通入的氣體B是 (填化學(xué)式),寫出該反應(yīng)的離子方程式:

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