【題目】煤、氫氣是常見能源,燃煤煙氣中的氮硫氧化物要污染環(huán)境,氫氣是一種清潔高效的新型能源,如何消除煙氣中氮硫氧化物和經(jīng)濟實用的制取氫氣成為重要課題。
(1)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法,其流程圖如圖。
已知:
反應(yīng) I:2H2O (1)=2 H2(g) +O2(g) △H1 = +572kJmol-1
反應(yīng) II :H2SO4(aq) =SO2 (g) + H2O (l) +O2 ( g) △H2= +327 kJ mol-1
反應(yīng) III:2 HI( aq)=H2 ( g) + I2(g) △H3 =+172k.Jmol-1
則反應(yīng)SO2 (g)+I2 (g) + 2 H2O (l)=2 HI(aq) + H2SO4 (aq) △H =__________。
(2)用某氫化物 H2 R 高效制取氫氣 ,發(fā)生的反應(yīng)為2 H2R(g) R2(g) +2H2 ( g) 。
I.若起始時容器中只有H2R, 平衡時三種物質(zhì)的物質(zhì)的量與裂解溫度的關(guān)系如圖1。
①圖中曲線n 表示的物質(zhì)是__________(填化學(xué)式)。
②C點時,設(shè)容器內(nèi)的總壓為p Pa,則平衡常數(shù)KP =____________ (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓 =總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
II.若在兩個等體積的恒容容器中分別加入2.0 mol H 2R、1. 0 molH2R,測得不同溫度H2R的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2 所示。
①M點和O正反應(yīng)速率v( M) ________v( O) (填“>”“<”或“=”,下同)。
②M 、O 兩點容器內(nèi)的壓強P(O)______2 P( M) 。
③平衡常數(shù)K( M)_____________K( N)。
(3)以連二硫酸根( S2O42-) 為媒介,使用間接電化學(xué)法處理燃煤煙氣中的NO, 裝置如圖所示:
①從 A 口中出來的物質(zhì)是________________。
②寫出電解池陰極的電極反應(yīng)式________________。
③用離子方程式表示吸收池中除去NO 的原理 ___________________________。
【答案】- 785kJmol-1 H2 p Pa < < < O2(或氧氣)和較濃的硫酸 2HSO3-+ 2H ++ 2e –=S2O42-+ 2H2O 2NO +2S2O42-+ 2H2O=N2+ 4 HSO3-
【解析】
(1)利用蓋斯定律進行計算反應(yīng)SO2(g)+I2(g) + 2 H2O (l)=2 HI(aq) + H2SO4(aq)的△H;
(2) I .由反應(yīng)方程式2H2R(g)R2(g) +2H2 ( g)可 知,若起始時容器中只有H2R,平衡時R2的物質(zhì)的量為H2的,則曲線l表示的物質(zhì)是R2, 曲線m表示的物質(zhì)是H2R, 曲線n表示的物質(zhì)是H2,據(jù)此分析解答;
II.反應(yīng)2H2R(g)R2(g) +2H2 ( g)中,H2R的物質(zhì)的量增加,其平衡轉(zhuǎn)化率反而減小,即M.點和O點分別所在的曲線代表H2R的起始量為2.0mol和1.0mol,據(jù)此解答;
(3)根據(jù)電池原理進行分析解答。
(1)根據(jù)蓋斯定律,由-I- II -Ⅲ得反應(yīng)SO2(g)+I2(g) + 2 H2O (l)=2 HI(aq) + H2SO4(aq)△H=- 785kJmol-1;
(2)I .①由反應(yīng)方程式2H2R(g)R2(g) +2H2 ( g)可知, 若起始時容器中只有H2R,平衡時R2的物質(zhì)的量為H2的,則曲線n 表示的物質(zhì)是H2;
②根據(jù)A點可知,起始時硫化氫為20mol,B點時,H2R與R2的物質(zhì)的量相等,設(shè)分解的H2R為x,則20-x=,解得x=mol,容器中含有H2Rmol,R2mol,H2mol,物質(zhì)的量分數(shù)分別為,,,平衡常數(shù)Kp=;
II.①反應(yīng)
②由圖像可知,H2R的轉(zhuǎn)化率分別為45%和37.5%,可列三段式有:
n(總)M=1.1+0.45+0.9=2.45mol,
n(總)O=0.25+0.375+0.75=1.375mol,2n(總)O=2.75 mol >n(總)M=2.45mol,又圖像可知TM=TO,由PV=nRT可得,P(O)<2 P( M);
③由圖中曲線可知,升高溫度H2R的轉(zhuǎn)化率增大,平衡正向移動,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),因T( M)< T( N),故平衡常數(shù)K( M)< K( N);
(3)①陽極電解質(zhì)溶液為稀H2SO4,在陽極,溶液中水電離產(chǎn)生的OH-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為: 2H2O-2e-=O2↑+4H+,由于水不斷放電消耗,所以陽極區(qū)H2SO4溶液濃度不斷增大,所以從A口中出來的物質(zhì)的是O2和較濃的硫酸;
②在電解池陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)圖可知是HSO3-在酸性條件下發(fā)生還原反應(yīng),生成S2O42-,其電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O;
③根據(jù)圖示,吸收池中S2O42-和NO是反應(yīng)物,N2和HSO3-是生成物,則根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得吸收池中除去NO的原理是2NO +2S2O42-+ 2H2O=N2+ 4 HSO3-。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為探究H2O2、SO2、Br2的性質(zhì),某小組同學(xué)設(shè)計如下實驗(夾持及尾氣處理裝置已略去,氣密性已檢驗)。
實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
i.打開彈簧夾,通入N2一段時間,關(guān)閉彈簧夾,打開A中分液漏斗活塞,滴加濃硫酸 | A中有氣泡產(chǎn)生,B中紅棕色溴水褪色,C中有白色沉淀 |
ⅱ.取C中沉淀加入鹽酸 | C中白色沉淀不溶解 |
ⅲ.打開B中分液漏斗活塞,逐滴滴加H2O2 | 開始時顏色無明顯變化;繼續(xù)滴加H2O2溶液,一段時間后,混合液逐漸變成紅棕色 |
(1)在滴入濃硫酸之前要通入N2一段時間的目的是__________________________。
(2)該實驗可以證明SO2具有_________性;H2O2的氧化性_________Br2(填“強于”“弱于”)。
(3)B中紅棕色褪去的原因_______________________________,B中重新變成紅棕色的原因____________________________________(均用離子方程式表示)。
(4)C中產(chǎn)生的白色沉淀是______。
(5)甲同學(xué)通過C中產(chǎn)生白色沉淀,得出結(jié)論:SO2能與BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。乙同學(xué)認為不能得出此結(jié)論,并對實驗進行了改進:在B和C之間增加盛放_________的洗氣瓶。再次進行實驗時,則C中未產(chǎn)生沉淀。
(6)為進一步研究SO2的性質(zhì),分別用煮沸和未煮沸過的蒸餾水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液,進行如下實驗:
①實驗A中,沒有觀察到白色沉淀,但pH傳感器顯示溶液呈酸性,原因是__________________。(用化學(xué)方程式表示)
②實驗C中出現(xiàn)白色沉淀比實驗B快很多。由此得出的結(jié)論是__________________。若實驗B、C中通入足量的SO2后,溶液酸性:B_________C(填“強于”“弱于”“等于”)。
(7)Na2SO3固體因貯放不慎發(fā)生變質(zhì)。現(xiàn)取樣品1.8克溶于水得溶液A,在A中加入足量BaCl2溶液,過濾得沉淀B,將沉淀B加入足量的稀硫酸后,沉淀不僅不消失,反而增加了0.16g(假如沉淀完全轉(zhuǎn)化)。樣品中Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)是___________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)鈉的化合物說法正確的是( 。
A. 將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中制備Fe(OH)3膠體
B. 用加熱法除去NaHCO3固體中混有的Na2CO3
C. 灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,一定沒有K+
D. Na2O2可用于呼吸面具中氧氣的來源
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鉛酸蓄電池價格低廉,原材料易得,適用范圍廣。其放電時的反應(yīng)原理為:
Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
(1) 寫出鉛酸蓄電池放電時正極的電極反應(yīng)式:________,放電時,H+向電池______極定向移動(填“正”或“負”)。
(2) 傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池在充電末期,電極上會產(chǎn)生O2,為了避免氣體逸出形成酸霧腐蝕設(shè)備,科學(xué)家發(fā)明了密封鉛蓄電池(VRLA),采用陰極吸收法達到密封效果。其原理如圖所示,則O2在陰極被吸收的電極反應(yīng)式為________。
(3) 鉛的電解精煉是工業(yè)上實現(xiàn)廢鉛回收以及粗鉛提純的重要手段。鉛的電解精煉在由PbSiF6和H2SiF6兩種強電解質(zhì)組成的水溶液中進行。從還原爐中產(chǎn)出的某粗鉛成分如下表所示:
成分 | Pb | Cu | Ag | Fe | Zn | Sn | 其它 |
% | 97.50 | 1.22 | 0.12 | 0.15 | 0.09 | 0.64 | 0.28 |
①電解精煉時陽極泥的主要成分是________(元素符號)。
②電解后陰極得到的鉛中仍含有微量的雜質(zhì),該雜質(zhì)最有可能是________(填一種)。
③電解過程中,粗鉛表面會生成SiF6氣體,寫出該電極反應(yīng)式________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在兩只錐形瓶中分別加入濃度均為l molL-1 的鹽酸和NH4Cl溶液,將溫度和pH 傳感器與溶液相連,往瓶中同時加入過量的質(zhì)量、形狀均相同的鎂條,實驗結(jié)果如下圖。關(guān)于該實驗的下列說法,正確的是
A.P點溶液:c(NH4+) + 2c(Mg2+) >c(Cl-)
B.反應(yīng)劇烈程度:NH4Cl >HCl
C.Q點溶液顯堿性是因為MgCl2發(fā)生水解
D.1000s后,鎂與NH4Cl溶液反應(yīng)停止
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用NA 表示阿伏加德羅常數(shù),下列敘述正確的是( )
A.常溫常壓下,4gH2含有的分子數(shù)為2NA
B.17g氨氣所含電子數(shù)目為8NA
C.將1體積c1mol/L的硫酸溶于4體積水中 ,稀溶液的濃度為0.2c1mol/L
D.將5.85gNaCl 晶體溶入100mL水中,制得0.1mol/L的NaCl溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】亞硝酰氯( NOCl) 是有機合成中的重要試劑,為黃色氣體或紅褐色液體(熔點- 64. 5℃,沸點-5.5℃),具有刺鼻惡臭味,遇水和潮氣水解,有多種方法制備。
(1)方法一:將5 g 經(jīng)300℃下干燥了 3h 并研細的 KCl 粉末裝入 50 mL 帶有接頭及抽真空用活塞的玻璃容器內(nèi)。將容器盡量減壓,在減壓下通入0. 002 mol NO2。反應(yīng) 12 ~ 36 min 即可完成,NO2紅棕色消失 ,出現(xiàn)黃色亞硝酰氯,同時還得到一種鹽。寫出亞硝酰氯的電子式________,該方法制備NOCl的化學(xué)方程式為_________________,氯化鉀需要“干燥”的原因是_______________。
(2)方法二:實驗室可用如圖裝置制備亞硝酰氯(NOCl),檢驗裝置氣密性并裝入藥品打開 K2,然后再打開___________(填“K1 ”或"“K3 ”) 通入一段時間氣體,其目的為______,然后進行其他操作,當(dāng) Z 有一定量液體生成時,停止實驗。寫出X 裝置中反應(yīng)的離子方程式_____________________ 。
(3)測定產(chǎn)品純度:取(2)中w g Z 中液態(tài)產(chǎn)品溶于蒸餾水,配制成250 ml 溶液;用酸式滴定管準確量取25. 00mL 所配溶液于錐形瓶中,滴加幾滴 K2CrO4溶液作指示劑,用滴定管盛裝 c mol·L-1 AgNO3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液體積為V mL。[已知:Ksp( AgCl ) =1.56 ×10-10 ,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12,Ag2CrO4為磚紅色固體,忽略雜質(zhì)參與反應(yīng)]
①盛裝AgNO3 標準溶液的滴定管是____(填“酸式”或“堿式”)棕色滴定管;判斷達到滴定終點的方法是_____________________。
②該產(chǎn)品純度為_____________(用代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究團隊在優(yōu)化催化劑的基礎(chǔ)上,通過調(diào)節(jié)電極的孔道和疏水性增加CO的擴散速率,實現(xiàn)了高選擇性將CO電解還原制備乙烯,如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.碳紙/聚四氟乙烯電極為陰極
B.聚四氟乙烯的作用是吸附并增加CO的濃度
C.為了維持電解的效率,離子交換膜應(yīng)為陽離子交換膜
D.碳紙上生成C2H4的電極反應(yīng)式為:2CO+6H2O+8e-=C2H4+8OH-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:含C=C的物質(zhì)(烯烴)一定條件下能與水發(fā)生加成反應(yīng),生成醇(含羥基的烴的衍生物);有機物A-D間存在圖示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法不正確的是
A.D結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOCH2CH3B.A能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
C.B與乙酸發(fā)生了取代反應(yīng)D.可用B萃取碘水中的碘單質(zhì)
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