工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q (Q>0),将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:
(1)写出该可逆反应的化学平衡常数表达式 ;
(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2发生反应,下列说法中,正确的是 (填编号)。
a.若反应速率υ正(O2)=2υ逆(SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
b.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快
c.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
d.平衡后升高温度,平衡常数K增大
将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
实验编号 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
SO2 |
O2 |
SO2 |
O2 |
|||
1 |
T1 |
4 |
2 |
x |
0.8 |
6 |
2 |
T2 |
4 |
2 |
0.4 |
y |
t |
(3)实验1从开始到反应达到化学平衡时,υ(SO2)表示的反应速率为 ;
T1 T2 (选填“>”、“<”或“=”),理由是 。尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1mol/LNa2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
(4)该溶液中c(Na+)与 c(OH-)之比为 。
该溶液中c(OH—)= c(H+)+ + (用溶液中所含微粒的浓度表示)。
(5)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是 (用编号排序)
A.Na2SO3 B.Ba(NO3)2 C.Na2S D.酸性KMnO4
雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)装置Ⅰ中的主要离子方程式为 。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如图所示。
①若是0.1molNaOH反应后的溶液,测得溶液的pH=8时,溶液中个离子由大到小的顺序是 。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因: 。
(3)写出装置Ⅱ中,酸性条件下的离子方程式 。
(4)装置Ⅲ还可以使Ce4+再生,其原理如下图所示。
①生成Ce4+从电解槽的 (填字母序号)口流出。
②写出与阴极的反应式 。
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2-的浓度为a g·L-1,要使1 m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2 L。(用含a代数式表示,计算结果保留整数)
(1)某兴趣小组在实验室探究工业合成硝酸的化学原理。
①氨的催化氧化:图a是探究氨的催化氧化的简易装置,实验中观察到锥形瓶中铂丝保持红热,有红棕色气体生成或白烟产生。白烟的成分是 (填化学式)。
图a 图b
②NO2的吸收:如图b所示,将一瓶NO2倒置于水槽中,在水下移开玻璃片,可观察到的现象是 。
(2)三价铁盐溶液因Fe3+水解而显棕黄色,请以Fe(NO3)3溶液为例,设计实验探究影响盐类水解程度的因素。
①写出Fe(NO3)3水解的离子方程式 。
②参照示例完成下表实验方案的设计。
限选材料:0.05mol•L-1Fe(NO3)3、0.5mol•L-1Fe(NO3)3、1.0mol•L-1HNO3、1.0mol•L-1NaOH、NaHCO3固体、蒸馏水、冰水混合物;pH计及其他常见仪器。
可能影响因素 |
实验操作 |
预期现象和结论 |
溶液的酸碱性 |
取少量0.5mol•L-1Fe(NO3)3于试管中,加入几滴1mol•L-1HNO3。 |
棕黄色溶液颜色变浅,说明溶液酸性增强能抑制Fe(NO3)3的水解。 |
盐的浓度 |
|
|
|
|
|
5种固体物质A、B、C、D、E由下表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水。
阳离子 |
Na+ Al3+ Fe3+ Cu2+、 Ba2+ |
阴离子 |
OH- Cl- CO32- NO3- SO4- |
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象;
④B溶液与D溶液混合后无现象;
⑤将38.4 g Cu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6 mol·L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。
(1)据此推断A、C的化学式为:A ;C 。
(2)写出步骤②中发生反应的化学方程式 。
(3)D溶液中滴入石蕊试液,现象是 ,
原因是 (用离子方程式说明)。
(4)步骤⑤中若要将Cu片完全溶解,至少加入稀H2SO4的体积是 mL。
(5)现用500 mL 3 mol·L-1的E溶液充分吸收11.2 L CO2气体(标准状况 下),反应后溶液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为 。
(6)若用惰性电极电解A和B的混合溶液,溶质的物质的量均为0.1 mol,请在坐标系中画出通电后阳极产生气体的体积(标准状况下)V与通过电子的物质的量n的关系(不考虑气体溶于水)。’
甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 |
平衡常数 |
温度(℃) |
|
500 |
800 |
||
①2H2(g)+CO(g) ![]() |
K1 |
2.5 |
0.15 |
②H2(g)+CO2(g) ![]() |
K2 |
1.0 |
2.50 |
③3H2(g)+ CO2(g) ![]() |
K3 |
|
|
(1)反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)判断反应③△H 0; △S 0(填“>”“=”或“<”)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正) v(逆)(填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 。
(5)甲醇燃料电池通常采用铂电极,其工作原理如图所示,负极的电极反应为: 。
(6)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将0.2 mol/L的醋酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
节能减排是当今社会的热门话题,研发混合动力汽车对于中国汽车业的未来具有重要的战略意义。混合动力汽车持续工作时间长,动力性好的优点,无污染、低噪声的好处,汽车的热效率可提高10%以上,废气排放可改善30%以上,某种混合动力汽车的动力系统由“1.6L汽油机十自动变速器十20kW十200V镍氢电池”组成。
①混合动力汽车所用的燃料之一是乙醇,lg乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放出30.0kJ热量,写出乙醇燃烧的燃烧热的热化学方程式 。②镍氢电池的使用可以减少对环境的污染,它采用储氢金属为负极,碱液NaOH为电解液,镍氢电池充电时发生反应 。其放电时的正极的电极反应方程式为 。
③常温下,同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH都大于7,两者中哪种的pH更大,其原因是 。0.1mol·L-1 Na2CO3中阴离子浓度大小关系是 ,向0.1mol·L-1 NaHCO3溶液中滴入少量氢氧化钡溶液,则发生反应的离子方程式为: 。
(2)二氧化锰、锌是制备干电池的重要原料,工业上用软锰矿(含MnO2)和闪锌矿(含ZnS)
联合生产二氧化锰、锌的工艺如下:
①操作Ⅰ需要的玻璃仪器是 。
②软锰矿(含MnO2)和闪锌矿与硫酸反应的化学方程式为 ,上述电解过程中,当阴极生成6.5g B时阳极生成的MnO2的质量为 。
③利用铝热反应原理,可以从软锰矿中提取锰,发生的化学方程式为 。
NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是 (用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH4+) (填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH4+)。
(3)
如图是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是 (填写字母),导致pH随温度变化的原因是 ;
②20 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)= 。
(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:
试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是 ;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
磷在自然界常以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物有着广泛的应用。
(1)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。
请回答问题:
①PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是 。
②P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的△H3= 。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的反应是可逆反应。T℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,经过250 s达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t / s |
0 |
50 |
150 |
250 |
350 |
n(PCl3) / mol |
0 |
0.16 |
0.19 |
0.20 |
0.20 |
①反应在50~150s 内的平均速率v(PCl3)= 。
②试计算该温度下反应的平衡常数(写出计算过程,保留2位有效数字)
(3)NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH 的关系如图所示。
①为获得较纯的Na2HPO4,pH应控制在 ;pH=6时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为: 。
②Na2HPO4溶液呈碱性,加入足量的CaCl2溶液,溶液显酸性,溶液显酸性的原因是(从离子平衡角度分析) 。
硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)已知25℃时:SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+1/xSx(s) △H=akJ/mol
2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+3/xSx(s) △H=bkJ/mol。
则COS(g)生成CO(g)与Sx(s)反应的热化学方程式是 。
(2)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+10H++ 10NO3−=2H3AsO4+3S+10NO2↑+ 2H2O,当生成H3AsO4的物质的量为0.6 mol反应中转移电子的数目为 ,
(3)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS−、S2−的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如下图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出)。
①B表示 。
②滴加过程中,溶液中微粒浓度大小关系正确的是 (填字母)。
a.c(Na+)= c(H2S)+c(HS−)+2c(S2−)
b.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS−)+c(S2−)
c.c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS−)+c(S2−)]
③NaHS溶液呈碱性,当滴加盐酸至M点时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(4)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:
① 写出反应器中发生反应的化学方程式是 。
② 电渗析装置如图所示,写出阳极的电极反应式 。该装置中发生的总反应的化学方程式是 。
现有0.175mol/L醋酸钠溶液500mL(已知醋酸的电离常数Ka=1.75x10)
(1)写出醋酸钠水解反应的化学方程式_____________________。
(2)下列图像能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是_____________________。
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
A.溶液中c (Na+)与反应时间t的关系 |
B.CH3COO-的水解速率与反应时间t的关系 |
C.溶液的PH与反应时间t的关系 |
D.KW与反应时间t的关系 |
(3)在醋酸钠溶液中加入下列少量物质,水解平衡向正反应方向移动的有
A.冰醋酸 B.纯碱固体 C.醋酸钙固体 D.氯化铵固体
(4)在醋酸钠溶液中加入少量冰醋酸后,溶液中微粒浓度的关系式能成立的有
A.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Na+)
B.c(Na+)+c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)>c(Na+)
(5)欲配制0.175mol/L醋酸钠溶液500mL,可采用以下两种方案:
方案一:用托盘天平称取_______g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500mL溶液。
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为________的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。
(6)在室温下,0.175mol/L醋酸钠溶液的PH约为________(已知醋酸根的水解反应的平衡常数K=Kw/Ka(CH3COOH))。
工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1mol O2发生反应,则下列说法正确的是 。
A.若反应速率v (SO2) ﹦v (SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.平衡后升高温度,平衡常数K增大
F.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
实验编号 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
SO2 |
O2 |
SO2 |
O2 |
|||
1 |
T1 |
4 |
2 |
x |
0.8 |
6 |
2 |
T2 |
4 |
2 |
0.4 |
y |
9 |
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(SO2)表示的反应速率为 , 表中y ﹦ 。
②T1 T2 ,(选填“>”、“<”或“="”)," 实验2中达平衡时 O2的转化率为 。
(3)尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
① 该溶液中c(Na+)与 c(OH-)之比为 。
② 该溶液中c(OH-)= c(H+)+ + (用溶液中所含微粒的浓度表示)。
③ 当向该溶液中加入少量NaOH固体时,c(SO32-) , 水的离子积Kw 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是 。
A. Na2CO3 B. Ba(NO3)2 C.Na2S D.酸性KMnO4
锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.7 |
3.7 |
9.6 |
完全沉淀pH |
3.7 |
4.7 |
11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
50 |
75 |
100 |
Li2CO3的溶解度/g |
1.539 |
1.406 |
1.329 |
1.181 |
0.866 |
0.728 |
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:________________________。
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_________________________________。
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:______________________________________。
(4)反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀,写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称___________,洗涤所得Li2CO3沉淀要使用______________ (选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是________________。
(5)电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是:__________________________。
三种短周期元素X、Y、Z,它们的原子序数之和为16,X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体。已知X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,X和Y的单质直接化合形成气体A,X和Z的单质直接化合形成液态化合物B,Y和Z的单质直接化合形成的化合物C是一种无色有刺激性气味的气体。
请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是 。
(2)C可在X的单质中燃烧得到Y的单质和化合物B,利用此反应可制成新型的化学电源(KOH溶液做电解质溶液),两个电极均由多孔碳制成,通人的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电,则正极通入的物质是 (填物质名称);负极的电极反应式为 。
(3)C与X的单质反应生成A的化学方程式为 。
(4)常温下,C的水溶液的pH=12,则该溶液中由水电离的C(OH-)= 。若向C溶液中加入等体积、等物质的量浓度的盐酸,所得溶液中水的电离程度 (填“大于”、“等于”或“小于”)相同条件下C溶液中水的电离程度。
(5)在2L密闭容器中放入1molC气体,在一定温度进行如下反应:
2C(g) Y2(g)+3Z2(g),反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表
时间t/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
总压强P l00 kPa |
4 |
4.6 |
5.4 |
5.8 |
6 |
6 |
该反应的化学平衡常数表达式是 (用具体物质的化学式表示);平衡时C的转化率为 。
(6)已知:①Y2(g)+2X2(g)=2YX2(g) H=+67.7 kJ·mol-1。
②Y2Z4(g)+X2(g)=Y2(g)+2Z2X(g) H="-534" kJ·mol-1。
则2Y2Z4(g)+2YX2(g)=3Y2(g)+4Z2X(g) H= kJ·mol-1
制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板,产生的废液称“烂板液”。“烂板液”中含硝酸锌外,还含有自来水带入的Cl—和Fe3+。在实验室里,用“烂板液”制取ZnSO4·7H2O的过程如下:
(1)若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为N2O,氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。
(2)若步骤①的pH>12,则Zn(OH)2溶解生成四羟基合锌酸钠。写出Zn(OH)2被溶解的离子方程式 。
(3)滤液D中除了含有OH—离子外,还含有的阴离子有 (填离子符号)。
(4)若滤液E的pH=4,c(Zn2+)=2mol·L-1,c(Fe3+)=2.6×l0-9mol·L-1,能求得的溶度积是 (填选项)。
A.Ksp[Zn(OH)2] B.Ksp[Zn(OH)2]和Ksp[Fe(OH)3] C.Ksp[Fe(OH)3]
(5)步骤③要控制pH在一定范围。实验室用pH试纸测定溶液pH的方法是: 。
(6)已知:①Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq) ; ΔH=" a" kJ•mol-1
②H2O(l) H+(aq)+OH-(aq) ;ΔH=" b" kJ•mol-1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式: 。
若①的溶度积常数为KSP,②的离子积常数为KW,Fe3+发生水解反应的平衡常数:
K= 。(用含KSP、KW的代数式表示)
短周期元素R、Q、M、T在元素周期表中的相对位置如下表,已知R原子最外层电子数与次外层电子数之比为2:1。
(1)人的汗液中台有T的简单离子,其离子结构示意图为_________________;元素M在元素周期表中的位置是___________________。
(2)R的最高价氧化物所含的化学键类型是__________键(选填“离子”或“共价”)。
(3)加热时,Q的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与单质R反应的化学方程式为__________(用具体的化学式表示)。
(4)在一定条件下甲、乙、丙有如下转化:甲乙
丙,若其中甲是单质,乙、丙为化合物,x是具有氧化性的无色气体单质,则甲的化学组成不可能是________(选填序号,下同)。
①R ②Q2 ③M ④T2
(5)工业上,常利用。RO与MO2反应生成固态M单质和RO2,从而消除这两种气体对大气的污染。
已知:2RO(g)+O2(g)=2RO2(g) △H=-akJ·mol-l
M(s)+O2(g)=MO2(g) △H=-bkJ·mol-l
则反应2RO(g)+MO2(g)=2RO2(g)+M(s) △H=___________。
(6)元素T的含氧酸HTO具有漂白性。往20mL 0.0lmol·L-l的HTO溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液,测得混合溶液的温度变化如下图所示。据此判断:该烧碱溶液的浓度为______________mol·L-l;下列有关说法正确的是_______________。
①HTO的电离常数:b点>a点
②由水电离出的c(OH—):b点<c点
③从a点到b点,混合溶液中可能存在:c(TO—)= c(Na+)
④从b点到c点,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(TO-)>c(OH-)>c(H+)
试题篮
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