合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液[醋酸二氨合铜(I)、氨水]吸收在生产过程中产生的和等气体。铜液吸收的反应是放热反应,其反应方程式为:
完成下列填空:
(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是。(选填编号)
a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.及时移走产物
(2)铜液中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式。
(3)简述铜液吸收及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)。
(4)铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为。其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是。通过比较可判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。
(5)已知与分子结构相似,的电子式是。熔点高于,其原因是。
某学生为了探究足量的锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
氢气体积(mL,标况下) |
50 |
120 |
232 |
290 |
310 |
(1)假设用V1、V2、V3、V4、V5依次表示0~1、1~2、2~3、3~4、4~5每分钟内的反应速率,则速率由大到小的排列顺序为 。
(2)求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率V3= 。
(3)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是(填编号) 。
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.Na2CO3溶液 D.CuSO4溶液
⑴课本设计了如图一所示实验,其目的是通过比较H2O2的分解速率来比较 ,可通过观察 来定性比较。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是 。
⑵已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。①针对上述实验现象,某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是_____ 的影响。②若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择的试剂最合理的是_____
A.硫酸钾 | B.硫酸锰 | C.水 | D.氯化锰 |
将等物质的量A、B气体,置于容积为2L的密闭容器中发生反应,当反应进行到8s末,达到该反应的限度,测得A的物质的量减少0.6mol,B的物质的量减少0.2mol,C的物质的量增加0.4mol,此时n(A):n(B):n(C)=1:2:1。
则:
(1)该反应的化学方程式为: ;
(2)用生成物C表示的该反应的速率为: ;
(3)反应前A、B的物质的量浓度是: 。
把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中,发现氢气发生的速率变化情况如图所示。其中t1—t2速率变化的主要原因是______________________________;t2—t3速率变化的主要原因是________________________________________。
(一) A和B反应生成C,假定反应由A、B开始,它们的起始浓度均为1mol/l。反应进行2min后A的浓度为0.8mol/l, B的浓度为0.6mol/l, C的浓度为0.6mol/l。则2min内反应的平均速率为v(A)= ,v (B) = ,v(C)= 。该反应的化学反应方程式为: 。
(二) 比较下列各组热化学方程式中的ΔH的大小关系。
(1)已知1 mol白磷转化成红磷,放出18.39 kJ的热量,又知:①P4 (白,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1,
②4P(红,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2。
则ΔH1和ΔH2的关系:ΔH1 ΔH2
(2)③ S(g)+O2(g)==SO2(g) △H1
④S(s)+O2(g)==SO2(g) △H2 ΔH1 ΔH2
(3)已知:高温下,在密闭容器中用H2还原WO2可得到金属钨。当温度过高时,WO2(s)会转变为WO2 (g)。请根据以下反应:
⑤WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g) ΔH = +66.0 kJ· mol-1
⑥WO2 (g) + 2H2 W (s) + 2H2O (g) ΔH = -137.9 kJ· mol-1
计算出WO2 (s) WO2 (g) 的ΔH = ______________________。
某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 ;
(2)反应开始至5minZ的平均反应速率为 ;
(3)5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率 (大、小、相等)。
为了研究MnO2与双氧水(H2O2)的反应速率,某学生加入少许的MnO2粉末于 50 mL密度为1.1g∙cm-3的双氧水溶液中,通过实验测定:在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。请依图回答下列问题:
(1)实验时放出气体的总体积为 ___ ;
(2)放出一半气体所需要的时间为 ______ ;
(3)ABCD四点化学反应速率的由快到慢顺序为 ___________ ;
(4)在5min后,收集到的气体体积不再增加,原因是 。
(15分)(1)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO 2CO2+N2
研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中:
实验编号 |
T/℃ |
NO初始浓度mol/L |
CO初始浓度mol/L |
催化剂的比表面积m2/g |
Ⅰ |
280 |
1.2×10-3 |
5.8×10-3 |
82 |
Ⅱ |
|
|
|
124 |
Ⅲ |
350 |
|
|
124 |
①请在表格中填入剩余的实验条件数据。
②设计实验Ⅱ、Ⅲ的目的是 。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法,原理是NH3与NOx反应生成无毒的物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程。提供的装置:
步骤一、NH3的制取
①所提供的装置中能快速、简便制取NH3的装置是: (填装置序号)。
②若采用C装置制取氨气(控制实验条件相同),情况如下表:
试剂组合序号 |
固体试剂(g) |
NH3体积(mL) |
|
a |
12.0g Ca(OH)2(过量) |
10.8g NH4Cl |
2688 |
b |
10.8g (NH4)2SO4 |
2728 |
|
c |
12.0g NaOH(过量) |
10.8g NH4Cl |
3136 |
d |
10.8g (NH4)2SO4 |
3118 |
|
e |
12.0g CaO(过量) |
10.8g NH4Cl |
3506 |
f |
10.8g (NH4)2SO4 |
3584 |
分析表中数据,实验室制NH3产率最高的是 (填序号),其它组合 NH3产率不高的原因是 。
步骤二、模拟尾气的处理选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置:
①A中反应的离子方程式: 。
②D装置作用有:使气体混合均匀、调节气流速度,还有一个作用是: 。
③D装置中的液体可换成 (填序号)。
a.CuSO4溶液 b.H2O c.CCl4 d.浓H2SO4
④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是: 。
(14分)氨是重要的化工产品之一,研究合成氨反应具有重要意义。
(1) 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
,写出以N2(g)和H2(g)为原料合成NH3(g)的热化学方程式_______________
(2) 某小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,实验结果如下图所示:
①t1时刻改变的条件为__________________
②t2时刻,恒压充入氦气,t3时刻达到平衡。在图中画出t2时刻后的速率变化图像。
(3) 相同温度下,A、B、C三个密闭容器,A、B恒容,C带有可自由移动的活塞K,各向其中充人如图所示反应物,初始时控制活塞K,使三者体积相等,一段时间后均达到平衡。
①达到平衡时,A、C两个容器中NH3的浓度分别为cl、c2,则c1______c2(填“>”、“<”或“=”)。
②达到平衡时,若A、B两容器中反应物的转化率分别为,则______1(填“ >”、“<”或“=”)。
③达到平衡时,若容器C的体积是起始时的,则平衡时容器C中H2的体积分数为_______
(4) 直接供氨式碱性燃料电池(DAFC),以KOH溶液为电解质溶液,其电池反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O,则负极的电极反应式为__________________。
在一个容积不变的密闭容器中,发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
(1)当n(NO):n(O2)=4:1时,O2的转化率随时间的变化关系如下图所示。
①A点的逆反应速率v逆 (O2)_____B点的正反应速率v正(O2)(填“大于”、“小于”或“等于” )。
②NO的平衡转化率为______;当达到B点后往容器中再以4:1 加入些
NO和 O2,当达到新平衡时,则NO的百分含量 B点NO的百分含量(填“大于”、“小于”或“等于” )。
③到达B点后,下列关系正确的是( )
A.容器内气体颜色不再变化 |
B.v正(NO)="2" v正(O2) |
C.气体平均摩尔质量在此条件下达到最大 |
D.容器内气体密度不再变化 |
(2)在下图1和图2中出现的所有物质都为气体,分析图1和图2,可推测:4NO(g)+3O2(g)=2N2O5(g)△H= 。
(3)降低温度,NO2(g)将转化为N2O4(g),以N2O4、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,Y为 ,有关石墨I电极反应式可表示为: 。
(1)CCS技术是将工业和有关能源产业中所生产的CO2进行捕捉与封存的技术,被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天燃气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。回答下列问题:
CH4在催化剂作用下实现第一步,也叫CH4不完全燃烧,1gCH4不完全燃烧反应放出2.21kJ热量,写出该反应的热化学方程式 。
(2)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上可用(1)转化中得到的合成气制备甲醇。反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)某温度下,在容积为2L的密闭容器中进行该反应,其相关数据见下图:
①根据上图计算,从反应开始到tmin时,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=
②t min至2tmin时速率变化的原因可能是 ;
③3tmin时对反应体系采取了一个措施,至4tmin时CO的物质的量为0.5mol,请完成上图CO的曲线。
(3)某同学按下图所示的装置用甲醇燃料电池(装置Ⅰ)进行电解的相关操作,以测定铜的相对原子质量,其中c电极为铜棒,d电极为石墨,X溶液为500mL0.4mol/L硫酸铜溶液。当装置Ⅱ中某电极上收集到标准状况下的气体V1mL时,另一电极增重mg(m<12.8)。
①装置Ⅰ中、H+向 极(填“a”或“b”)移动;b电极上发生的反应为 。
②铜的相对原子质量的表达式为 (用m和V1的代数式表示)。
某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
氢气体积(mL) |
50 |
120 |
232 |
290 |
310 |
(1) 哪一时间段(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反应速率最大 ,原因是 。
(2)哪一段时段的反应速率最小 ,原因是
(3)第2 ~ 3分钟时间段以盐酸的浓度表示的该反应速率(设溶液体积不变)是
(4)如果反应太激烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是
A.蒸馏水 | B.NaCl溶液 | C.NaNO3溶液 |
D.CuSO4溶液E.Na2CO3溶液F.CH3COONa溶液 |
在某一化学反应中,反应物B的物质的量浓度在5 s内从2.0 mol·L-1变成
0.5 mol·L-1,在这5 s内B的化学反应速率为 。
试题篮
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