鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關系密切。
(1)下圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。
①該電化腐蝕稱為________。
②圖中A、B、C、D四個區(qū)域,生成鐵銹最多的是________(填字母)。
(2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下:
①步驟Ⅰ若溫度過高,將導致硝酸分解。硝酸分解的化學方程式為______________________________。
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反應產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2,該反應的化學方程式為____________________________。
③上述生產(chǎn)流程中,能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是______(任寫一項)。
(3)已知t ℃時,反應FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。
①t ℃時,反應達到平衡時n(CO)∶n(CO2)=________。
②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO, t ℃時反應達到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x=________。
(1)①吸氧腐蝕、贐
(2)①4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O、4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O ③氮氧化物排放少(或其他合理答案) (3)①4∶1 ②0.05
[解析] (1)①若為析氫腐蝕則B、C、D的腐蝕程度相同,則該電化學腐蝕為吸氧腐蝕。②氧氣的濃度越大,吸氧腐蝕越嚴重,則B區(qū)域產(chǎn)生鐵銹最多。(2)①硝酸的受熱分解產(chǎn)生NO2、O2、H2O ,則根據(jù)氧化還原的化合價升降法配平其化學方程式為4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。②根據(jù)圖示和信息可知:該生產(chǎn)流程中生成了 NH4NO3,則硝酸與廢鐵皮反應的化學方程式為 4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+ NH4NO3+3H2O。
(3)①在t ℃時,K==
=0.25,則
=4。
② FeO(s)+ CO(g) Fe(s)+CO2(g)
n起始/mol 0.02 x 0 0
n轉(zhuǎn)化/mol 0.01 0.01 0.01 0.01
n平衡/mol 0.01 x-0.01 0.01 0.01
根據(jù)t ℃時,K= =
=
=0.25 ,求得x=0.05。
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下列實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是( )
選項 | 實驗操作 | 現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 向蘇打和小蘇打溶液中分別加入鹽酸 | 均冒氣泡 | 兩者均能與鹽酸反應 |
B | 向AgNO3溶液中滴加過量氨水 | 溶液澄清 | Ag+與NH3·H2O能大量共存 |
C | 將可調(diào)高度的銅絲伸入到稀HNO3中 | 溶液變藍 | Cu與稀HNO3發(fā)生置換反應 |
D | 將KI和FeCl3溶液在試管中混合后,加入CCl4,振蕩,靜置 | 下層溶液 顯紫紅色 | 氧化性:Fe3+>I2 |
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氯在飲用水處理中常用作殺菌劑,且HClO的殺菌能力比ClO-強。25 ℃時氯氣氯水體系中存在以下平衡關系:
Cl2(g)Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- K2=10-3.4
HClOH++ClO- Ka=?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分別在三者中占分數(shù)(α)隨pH變化的關系如圖所示 。下列表述正確的是( )
A.Cl2(g)+H2O2H++ClO-+Cl- K=10-10.9
B.在氯處理水體系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-)
C.用氯處理飲用水時,pH=7.5時殺菌效果比pH=6.5時差
D.氯處理飲用水時,在夏季的殺菌效果比在冬季好
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科目:高中化學 來源: 題型:
NH3經(jīng)一系列反應可以得到HNO3和NH4NO3,如下圖所示。
(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化劑作用下反應,其化學方程式是_________________________。
(2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)。在其他條件相
同時,分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。
①比較p1、p2的大小關系:________。
②隨溫度升高,該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是________。
(3)Ⅲ中,降低溫度,將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l),再制備濃硝酸。
①已知:2NO2(g) N2O4(g) ΔH1 2NO2(g)
N2O4(l) ΔH2
下列能量變化示意圖中,正確的是(選填字母)________。
A B C
②N2O4與O2、H2O化合的化學方程式是________________________________________。
(4)Ⅳ中,電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖所示。為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補充A。A是________,說明理由:________________________________________。
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氫能是重要的新能源。儲氫作為氫能利用的關鍵技術,是當前關注的熱點之一。
(1)氫氣是清潔燃料,其燃燒產(chǎn)物為________。
(2)NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應得到NaBO2,且反應前后B的化合價不變,該反應的化學方程式為__________________________________________,反應消耗1 mol NaBH4時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為________。
(3)儲氫還可借助有機物,如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應來實現(xiàn)脫氫和加氫:
(g)
(g)+3H2(g)。
在某溫度下,向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷,其起始濃度為a mol·L-1,平衡時苯的濃度為b mol·L-1,該反應的平衡常數(shù)K=________。
(4)一定條件下,如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物)。
①導線中電子移動方向為________。(用A、D表示)
②生成目標產(chǎn)物的電極反應式為__________________。
③該儲氫裝置的電流效率η=____________________。(η=×100%,計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位)
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科目:高中化學 來源: 題型:
用CaSO4代替O2與燃料CO反應,既可提高燃燒效率,又能得到高純CO2,是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術。反應①為主反應,反應②和③為副反應。
①CaSO4(s)+CO(g)
CaS(s)+CO2(g)
ΔH1=-47.3 kJ·mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1
③CO(g)C(s)+
CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
(1)反應2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g) +C(s)+SO2(g)的ΔH=________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)反應①~③的平衡常數(shù)的對數(shù)lg K隨反應溫度T的變化曲線如圖所示。結(jié)合各反應的ΔH,歸納lg K~T曲線變化規(guī)律:
a.________; b.________。
(3)向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入CO,反應①于900 ℃達到平衡,c平衡(CO)=8.0×10-5mol·L-1,計算CO的轉(zhuǎn)化率(忽略副反應,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)為減少副產(chǎn)物,獲得更純凈的CO2,可在初始燃料中適量加入________。
(5)以反應①中生成的CaS為原料,在一定條件下經(jīng)原子利用率100%的高溫反應,可再生CaSO4,該反應的化學方程式為______________________________________,在一定條件下,CO2可與對二甲苯反應,在其苯環(huán)上引入一個羧基,產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
工業(yè)制硝酸的主要反應為
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH。
(1)已知氫氣的燃燒熱為285.8 kJ/mol。
N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol;
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol;
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.6 kJ/mol。
則上述工業(yè)制硝酸的主要反應的ΔH=____________________。
(2)在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應,容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表:
濃度 時間 | c(NH3)(mol/L) | c(O2)(mol/L) | c(NO)(mol/L) |
起始 | 0.8 | 1.6 | 0 |
第2 min | 0.6 | a | 0.2 |
第4 min | 0.3 | 0.975 | 0.5 |
第6 min | 0.3 | 0.975 | 0.5 |
第8 min | 0.7 | 1.475 | 0.1 |
①反應在第2 min到第4 min時,O2的平均反應速率為__________________。
②反應在第6 min時改變了條件,改變的條件可能是__________(填序號)。
A.使用催化劑 B.升高溫度
C.減小壓強 D.增加O2的濃度
③下列說法中能說明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。
A.單位時間內(nèi)生成n mol NO的同時,生成n mol NH3
B.條件一定,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反應速率v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6
E.恒壓條件下,混合氣體的密度不再變化
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科目:高中化學 來源: 題型:
乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯氣相直接水合法生產(chǎn)或間接水合法生產(chǎn)。回答下列問題:
(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。寫出相應反應的化學方程式:________________________________________。
(2)已知:
甲醇的脫水反應
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
甲醇制烯烴的反應
2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g)
ΔH2=-29.1 kJ·mol-1
乙醇的異構(gòu)化反應 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3=+50.7 kJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH________kJ·mol-1。與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點是____________________________________。
(3)如圖所示為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。
①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(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))。
②圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為____,理由是___________________。
③氣相直接水合法常采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應溫度290 ℃、壓強6.9 MPa,n(H2O)∶n(C2H4)=0.6∶1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可采取的措施有________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2,嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應,降低脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4 kJ·mol-1(反應Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反應Ⅱ)
請回答下列問題:
(1)反應Ⅰ能夠自發(fā)進行的反應條件是________。
(2)對于氣體參與的反應,表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量的濃度c(B),則反應Ⅱ的Kp=________(用表達式表示)。
(3)假設某溫度下,反應Ⅰ的速率(v1 )大于反應Ⅱ的速率(v2 ),則下列反應過程能量變化示意圖正確的是________。
(4)通過監(jiān)測反應體系中氣體濃度的變化可判斷反應Ⅰ和Ⅱ是否同時發(fā)生,理由是____________________________________________________________________。
A B
C D
(5)圖(a)為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數(shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分數(shù)的關系曲線。則降低該反應體系中SO2生成量的措施有________。
A.向該反應體系中投入石灰石
B.在合適的溫度區(qū)間控制較低的反應溫度
C.提高CO的初始體積百分數(shù)
D.提高反應體系的溫度
(6)恒溫恒容條件下,假設反應Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生,且v1>v2,請在圖(b)畫出反應體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。
(a) (b)
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