Ⅰ.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂,其主要制备方法是碳酸锰热分解,反应原理为2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g)。经研究发现该反应过程为:① MnCO3(s)
MnO(s) + CO2(g) ②2MnO(s) + O2(g)
2MnO2(s)
(1)反应①达到平衡,保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列说法正确的是 。(填字母序号)
A.平衡常数减小 | B.MnCO3质量不变 | C.CO2压强不变 | D.MnCO3物质的量增加 |
(2)反应②在低温下能自发进行,则其△H 0(填“>”、“<”、“=”)。
(3)某温度下,该平衡体系的总压强为P,CO2、O2的物质的量分别为n1和n2,用平衡分压代替平衡浓度,则碳酸锰热分解总反应的化学平衡常数Kp= (提示:用含P、n1、n2 的字母表达, 分压 = 总压×物质的量分数)
Ⅱ. 软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O。
(4)已知:Ksp[Al(OH)3] =1×10-33,Ksp[Fe(OH)3] =3×10‾39,pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀,pH =9.4时Mg(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+( 欲使其浓度小于1×10-6 mol·L-1),需调节溶液pH范围为_______________________。
(5)由右图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需控制结晶温度范围为 Ⅰ. 。Ⅲ. 二氧化锰也是电化学的重要材料。
(6)碱性锌锰电池的总反应是:Zn + 2MnO2 + 2H2O ="=" 2MnOOH + Zn(OH)2,该电池正极的电极反应为 。
天然矿物芒硝化学式为Na2SO4·10H2O,为无色晶体,易溶于水。该小组同学设想,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠,无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
(1)该电解槽的阴极电极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数__________(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
(2)所得到的浓氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)________导出。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池,则该电池负极的电极反应式为____________________。
化学反应原理是中学化学学习的重要内容。请回答下列问题:
(1)下列判断正确的是______________。
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH1 CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH2
则ΔH1﹤ΔH2
②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1 2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) ΔH2
则ΔH1﹤ΔH2
③t ℃时,在一定条件下,将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状态时反应放出的热量分别为Q1和Q2
则Q1﹤Q2
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)ΔH1 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH2
则ΔH1﹤ΔH2
(2)依据氧化还原反应Zn(s)+Cu2+(aq)===Zn2+(aq)+Cu(s)
设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
①铜电极发生的电极反应为_____________________。
②溶液中Cu2+向________极移动。
(3)在一恒温、恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g) + 3H2(g) CH3OH (g) + H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。
回答下列问题:
①Y的化学式是 。
②反应进行到3min时, v正 v逆(填“>”或“<”、“=”)。反应前3min,H2的平均反应速率,v(H2)= mol·L-1·min-1。
③能证明该反应达到化学平衡状态的依据是 。
A.容器内各气体的体积分数保持不变 |
B.混合气体密度不变 |
C.3v逆(CH3OH) =v正(H2) |
D.混合气体的平均相对分子质量不变 |
E.CO2的转化率为70%
F.混合气体中CO2与H2的体积比为1﹕3
④上述温度下,反应CH3OH (g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g)的平衡常数K= (计算结果保留2位小数)。
⑤上述反应达到平衡后,往容器中同时加入0.1mol CO2和0.3mol H2O (g),此时平衡将 (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(4)室温时,向20 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1 mol/L的NaOH溶液,溶液的pH变化与所加NaOH溶液体积的关系如下图所示。下列有关溶液中离子、分子浓度大小关系的描述中正确的是____________。
①.a点时:c(CH3COOH) >c(CH3COO-) > c(Na+) > c(H+) >c(OH-)
②.b点时:c(Na+)=c(CH3COO-) >c(H+) =c(OH-)
③.c点时:c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
④.d点时:c(Na+)> c(CH3COO-) > c(OH-) >c(H+)
有a、b、c、d四个金属电极,G为电流计。有关的反应装置及部分反应现象如下:
实验 装置 |
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部分实验现象 |
a极质量减小b极质量增加 |
溶液中的SO42-向b极移动 |
d极溶解c极有气体产生 |
电子从d极流向 a极 |
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.d>a>b>c B. a>b>c>d C. b>c>d>a D. a>b>d>c
如右图所示,a、b是多孔石墨电极,某同学按图装置进行如下实验:断开K2,闭合K1一段时间,观察到两只玻璃管内都有气泡将电极包围,此时断开K1,闭合K2,观察到电流计A的指针有偏转。下列说法不正确的是
A.断开K1,闭合K2时,b极上的电极反应式为:2H++2e-=H2↑ |
B.断开K1,闭合K2时,OH-向b极移动 |
C.断开K2,闭合K1时,a极上的电极反应式为:4OH--4e-=O2↑+2H2O |
D.断开K2,闭合K1,一段时间后溶液的pH值要变大 |
对于右图所示的铜-锌原电池,下列说法不正确的是
A.铜为正极 |
B.锌片发生氧化反应 |
C.它是一种把化学能转换为电能的装置 |
D.铜片向外电路提供电子,锌片从外电路获得电子 |
目前,科学家正在研究开发一种高能电池——钠硫电池,它以熔融钠、硫为两极,以导电的β—Al2O3陶瓷作固体电解质,反应式如下:2Na+xS Na2Sx,以下说法正确的是
A.放电时,Na作正极,S极发生还原反应 |
B.充电时,钠极与外电源的正极相连 |
C.放电时,阳极发生的反应为:S![]() |
D.若用此电池电解AgNO3溶液,当阳极产生标准状况下的气体1.12L时,消耗的金属钠为4.6g |
某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果:
分析上述实验,回答下列问题:
(1)实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。
(2)实验6中电子由B极流向A极,表明负极是__________(填“镁”或“铝”)电极。
(3)实验5表明____________。
A.铜在潮湿空气中不会被腐蚀 B.铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息,下列说法不正确的是________。
A.相对活泼的金属一定作负极
B.失去电子的电极是负极
C.烧杯中的液体必须是电解质溶液
D.原电池中,浸入同一电解质溶液中的两个电极,是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属导体)
大气污染越来越成为人们关注的问题,工业生产尾气中的氮氧化物必须脱除(即脱硝)后才能排放。
(1)已知:
CH4可用于脱硝,其热化学方程式为:
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H3= kJ·mol-1,C-H化学键键能E= kJ·mol-1。
(2)反应2CO(g) +2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)也可用于脱硝,图1为该反应过程中NO的平衡转化率a(NO)与温度、压强的关系[其中初始c(CO)和c(NO)均为1mol.L-1],计算该反应在200cC时的平衡常数K=__ ,图中压强(P1、P2、P3)的大小顺序为_____________。
(3)有人利用电化学方法将CO和NO转化为无毒物质。装置如图2所示
①电极a是 极;②电极b的电极反应式是 。
(4)新型臭氧氧化技术利用具有极强氧化性的0,对尾气中的NO脱除,反应为NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g),在一定条件下,将NO和0,通人密闭容器中并不断加热发生反应(温度不超过各物质的分解温度),NO2的体积分数妒(NO2)随时间变化如图3所示,可以发现t1s后NO。的体积分数下降,其可能的原因是__________。研究小组通过增大比值提高NO的平衡转化率,却发现当
>1时,NO2的物质的量减小,可能原因是________________。
X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如下图所示变化:
已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C
分子中的少一个。请回答下列问题:
(1)Y单质分子的电子式为 。
(2)X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源(KOH溶液作电解质溶液),两个电极均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电,则正极通入 (填物质名称或化学式均可);负极电极反应式为 。
(3)已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应,将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中,在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。下列说法中,正确的是__________(填写下列各项的序号)。
a.达到化学平衡时,正反应速率与逆反应速率相等
b.反应过程中,Y的单质的体积分数始终为50%
c.达到化学平衡时,Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1:1
d.达到化学平衡的过程中,混合气体平均相对分子质量逐渐减小
铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各 种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电 极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸, 从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但 生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀, 利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为 减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于________处。若 X 为锌,开关K 置于________处。
(4)CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水,这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72-发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极 区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为______________mol·L-1。
某兴趣小组同学利用氧化还原反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O设计如下原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列说法正确的是( )
A.a电极上发生的反应为:MnO4-+8H++5e-═Mn2++4H2O |
B.外电路电子的流向是从a到b |
C.电池工作时,盐桥中的SO42-移向甲烧杯 |
D.b电极上发生还原反应 |
Ⅰ已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) △H=_1275.6kJ•mol-1
②H2O(l)═H2O(g) △H=+44.0kJ•mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式: 。
Ⅱ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0
(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为 。
(2)判断⑴中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号) 。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2) ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(3)右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为 ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
Ⅲ.如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题:
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液,甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________.
(2)若甲池中盛放饱和NaCl溶液,则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________.
试题篮
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