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高中化学

(14分) (1)在恒温,容积为1 L恒容中,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),请回答下列问题:

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:________________________________
______________________________________________________________________。
②ΔH2=__________kJ·mol-1
③在相同条件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为______________;此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。
(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
①有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O(g)2H2+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2O(g)CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1

③能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即
图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。

温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×10-2
2.4×10-4
1×10-5

A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应ΔS<0
C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高

  • 题型:未知
  • 难度:未知

大气中的部分碘源于对海水中的氧化。将持续通入溶液中进行模拟研究。
(1)氧化成的过程由3步反应组成:
   
   
   
总反应的化学方程式为,其反应=
(2)在溶液中存在化学平衡:,其平衡常数表达式为
(3)为探究对氧化反应的影响(反应体系如图13),某研究小组测定两组实验中浓度和体系,结果见图14和下表。
   

编号
反应物
反应前 反应后
第1组
+
5.2
11.0
第2组
+ +
5.2
4.1

①第1组实验中,导致反应后升高的原因是
②图13中的。由生成的过程能显著提高的转化率,原因是
③第2组实验进行18后,下降。导致下降的直接原因有(双选)
A.减小     B.减小     C.不断生成      D.增加
(4)据图14,计算3~18内第2组实验中生成的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

汽车尾气是城市的主要空气污染物,研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。
(1)汽车内燃机工作时发生反应:N2(g) + O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时,向5L密闭容器中充入6.5 molN2和7.5 molO2,在5 min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量是5 mol。
①5 min内该反应的平均速率υ (NO) =                ;在T ℃时,该反应的平衡常数K =              
②反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是       (填序号)。
a.混合气体的密度         b.混合气体的压强
c.正反应速率             d.单位时间内,N2和NO的消耗量之比
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知:N2(g) + O2(g) = 2NO(g)   ΔH =" +180.5" kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)   ΔH =" -571.6" kJ·mol-1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是               
(3)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g) + N2(g) 中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

① 该反应的ΔH       0 (填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积S1>S2 ,在下图中画出c(NO) 在T1、 S条件下达到平衡过程中的变化曲线。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

【化学——选修2:化学与技术】(15分)
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中作辅助剂,在化学工业和制药工业中也可作氧化剂,应用领域十分广泛。实验室中红矾钠可用一种铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3,还含有少量铝的氧化物)通过以下过程来制取。

回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中反应化学方程式为___FeO·Cr2O3+___Na2CO3+___O2===___Na2CrO4+___Fe2O3+___CO2。在常温下该反应速率极慢,下列措施中能使反应速率增大的是________(填字母序号)。
A.将原料粉碎     B.增加纯碱的用量     C.升高温度
(2)步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8,并煮沸,其目的是________________________。
(3)步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为________________________________________。
(4)利用下面的复分解反应,将红矾钠与KCl固体按1∶2物质的量之比混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体:Na2Cr2O7+2KCl===K2Cr2O7+2NaCl(已知:温度对氯化钠的溶解度影响很小,对重铬酸钾的溶解度影响较大)。基本实验步骤为①溶解;②________;③________;④冷却、结晶,再过滤得K2Cr2O7晶体。其中③应在_________________(填“高温”或“低温”)条件下进行。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4= K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】

实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05mol/L KMnO4溶液
1
3.0
2.0
2.0
3.0
1.5
2
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
3
1.0
4.0
2.0
3.0
3.9

请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是                                        
(2)利用实验1中数据计算,若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4)=         
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是                                                         
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。

实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L
稀硫酸
0.05 mol/L KMnO4溶液
4
3.0
2.0
2.0
3.0
 
t

③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是                                    
(4)工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4,则电解时,阳极发生的电极反应为                       ;总方程式为                                           

  • 题型:未知
  • 难度:未知

Ⅰ.硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意图如下:

(1)焦炭在过程Ⅰ中做     剂。
(2)过程Ⅱ中Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式为         
(3)整过生产过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应方程式为                
②干燥Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入浓H2SO4中。冷却的作用是                        
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应①:400℃~756℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(l)  △H1<0
反应②:756℃~907℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(g)  △H2<0
反应③:907℃~1410℃,SiCl4(g)+2Zn(g)Si(S)+2ZnCl2(g)  △H3<0
i. 反应②的平衡常数表达式为                 
ii. 对于上述三个反应,下列说明合理的是           
a.升高温度会提高SiCl4的转化率     b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应速率          d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化成H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程                     
Ⅱ.(1)甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分别为akJ·mol-1,bkJ·mol-1,ckJ·mol-1,工业上利用天燃气和二氧化碳反应制备合成气(CO、H2),其热化学反应方程式为                      
(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,三种难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小的顺序为               

  • 题型:未知
  • 难度:未知

请回答下列问题:
(1)分别用浓、稀硝酸溶解等量的两份铜粉,消耗硝酸的物质的量较少的是_________硝酸(填“浓”或“稀”),相应的离子方程式是_____________.
(2) 800时,在2L的恒容密闭容器中充入2molNO和1molO2发生反应,2NO(g)+O2(g)2NO2(g),经5min达到平衡,测得c(NO)="0.5" mol/L,并放热QkJ。5min内 v(O2)=___________。
②该条件下,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=     
③若向平衡混合物中再充入NO、NO2各1mol,此时v    v(填“>”、“=”或“<”)。
④若向平衡混合物中仅充入lmolNO2,平衡向_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移
动。达新平衡时,NO2的体积分数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2,可以在强碱性条件下加入铝粉除去(反应过程中无气态产物生成。加热反应后的溶液有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体逸出)。请写出该反应的离子方程式________

  • 题型:未知
  • 难度:未知

工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇,其反应方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O。请回答下列问题:
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如下图所示:



1molCO(g)+1mol H2O(l)

 



1molCO(g)+2mol H2(g)

 



1molCH3OH(l)

 



1molCO2(g)+1mol H2(g)

 

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式__                _。
该反应的△S____0(填“>”或“<”或“=”),在 ______情况下有利于该反应自发进行。
(2)如果上述反应方程式的平衡常数K值变大,则该反应__      (选填编号)。
A.一定向正反应方向移动   B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动    D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,能说明反应已达到平衡状态的是        __      (选填编号)。
A.3v(H2)=v(CO2)        B.C(H2) = C(CO2)
C.容器内气体的密度不变    D.容器内压强不变
(4)若反应的容器容积为2.0L,反应时间4.0 min,容器内气体的密度增大了2.0g/L,在这段时间内CO2的平均反应速率为            。反应在t1时达到平衡,过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线右图所示。保持其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。


  • 题型:未知
  • 难度:未知

光气()在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下在活性炭催化下合成。
(1)实验室常用来制备氯气的化学方程式为

(2)工业上利用天然气(主要成分为)与进行高温重整制备,已知、和的燃烧热()分别为-890.3、-285.8和-283.0,则生成1(标准状况)所需热量为

(3)实验室中可用氯仿()与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为

(4)的分解反应为。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10到14浓度变化曲线未示出):

①计算反应在第8时的平衡常数=

②比较第2反应温度(2)与第8反应温度(8)的高低:(2)(8)
(填"<"、">"或"="),
③若12时反应于温度(8)下重新达到平衡,则此时=
④比较产物在2-3、5-6和12-13时平均反应速率(平均反应速率分别以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13))的大小

⑤比较反应物在5-6和15-16时平均反应速率的大小:v(5-6)v(15-16)(填"<"、">"或"="),原因是

  • 题型:未知
  • 难度:未知

氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
   
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)加速卤块在H2O2溶液中溶解的措施有:          (写出一条即可)。
(2)加入MgO的作用是          ;滤渣的主要成分为            
(3)向滤液中加入NaClO3饱和溶液后,发生反应的化学方程式为            ,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为①蒸发结晶;②     ;③____;④过滤、洗涤。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.l000 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点,此过程中反应的离子方程式为:
步骤4:将步骤2、3重复两次,计算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式(还原产物为Cl):              
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为(保留一位小数)            

  • 题型:未知
  • 难度:未知

Ⅰ、某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)写出反应的化学方程式                       
(2)根据上述反应可推知______________。
a.氧化性:KBrO3>H3AsO4      b.氧化性:H3AsO4>KBrO3
c.还原性:ASH3>X            d.还原性:X>ASH3
Ⅱ、2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如右图所示。

据此判断:
①该反应的△H             0(填“>”、“<”)。
②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=             
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是       (填代号) 。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔH1=-867 kJ/mol
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ/mol
写出CH4 (g)催化还原N2O4(g)生成N2 (g)和H2O (g)的热化学方程式               
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为        

  • 题型:未知
  • 难度:未知

2SO2(g)+ O2 (g)  2 SO3 (g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按V(SO2):V(O2):V(N2)=7:11:82投料,在1.01×105Pa时,不同温度下SO2的平衡转化率。

温度/℃
400
500
600
SO2转化率/%
99.2
93.5
73.7

(1)该反应是______反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)400℃,1.01×105Pa时,将含10 mol SO2的原料气通入一密闭容器中进行反应,平衡时SO2的物质的量是______mol。
(3)硫酸厂尾气(主要成分SO2、O2和N2)中低浓度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气,若SO2与氨水恰好反应得到碱性的(NH4)2SO3溶液时,则有关该溶液的下列关系正确的是______(填序号)。
a. c + c(NH3•H2O)=" 2[c()+" c()+ c(H2SO3)]
b. c()+ c(H+)=" c()+" c()+ c(OH-)
c. c()> c() > c(OH-) > c(H+)
②用 MnO2与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO4
i. 得到MnSO4的化学方程式是______。
ii.该吸收过程生成MnSO4时,溶液的pH变化趋势如图甲,SO2吸收率与溶液pH的关系如图乙。

图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO2转化为H2SO4,生成H2SO4反应的化学方程式是______;由图乙可知pH的降低______SO2的吸收(填“有利于”或“不利于”),用化学平衡移动原理解释其原因是______。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
               ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
               ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=  kJ·mol-1
(2)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

据图可知,P1、P2、 P3、P4由大到小的顺序  
‚在压强为P4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为       。该温度下,反应的平衡常数为       。 
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
①在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定平衡已达到的是       

A.体系压强不再变化 B.H2与CO的物质的量之比为1 :1
C.混合气体的密度保持不变 D.气体平均相对分子质量为15,且保持不变

② 在某密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、
2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向    (填“正”或“逆”)反应方向移动,第5min时达到新的平衡,请在下图中画出2~5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2
(1)H2O2不稳定、易分解,Fe3、Cu2等对其分解起催化作用,为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。

若利用甲实验,可通过观察________现象,从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是________;若利用乙实验可进行定量分析,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是________。
(2)在含有表面活性剂的酸性水溶液中,以碳为电极,通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢,过氧化氢在          (填“阴极”、“阳极”)产生。                       
以H2O2和硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3价)作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。其工作原理如图所示,写出a极上的电极反应式:              ,正极材料采用MnO2,MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用为                               

(3)锗(Ge)与碳是同主族元素,最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性,锗不与NaOH 溶液反应,但在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐,其化学方程式为                 

  • 题型:未知
  • 难度:未知

Ⅰ.分类法是化学学习的一种十分有效的方法,它可以使我们从不同角度对同一知识做更加深入的了解,人们根据不同的标准,即使同一物质也可能被划在不同的类别中。现有如下物质①MgCl2②HCl  ③SO④ NO2 ⑤K2CO3 ⑥ Cl2 ⑦CaO ⑧ NaOH
请根据下列标准,对上述物质进行分类:
(1)既含离子键又含共价键的物质是           (填代号,下同)。
(2)只含共价键且为非电解质的是             
(3)含有共价键的化合物是                   
Ⅱ.向某恒容的密闭容器中加入A、B、C三种气体,如图所示是一定条件下三种气体的物质的量随时间的变化情况。

(1)写出该密闭容器发生反应的化学方程式为                 
(2)2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的
变化而变化,其原因是____                 
(3)下列情况能说明该反应达到化学反应限度的是             
A.该容器的压强不再发生变化;
B.单位时间内生成A的物质的量与生成C的物质的量相同;
C.该容器中气体的密度不再改变;
D.容器中A的物质的量与C的物质的量相同

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学探究影响化学反应速率的因素简答题