题目内容
【题目】某化学小组在实验室制取漂白粉,并探究氯气与石灰乳反应条件和产物。
已知:①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气,同时生成MnCl2
②氯气和碱的反应为放热反应。温度较高时,氯气和碱还能发生如下反应:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
该兴趣小组设计了如图实验装置,进行实验。
请回答下列问题:
(1)①甲装置用于制备氯气,其发生反应的离子方程式为______________乙装置的作用是 _____________
②实验室用足量NaOH溶液吸收从浓盐酸和MnO2反应体系中导出的气体。当吸收温度不同时,生成的产物可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的两种或三种。下列说法不正确的是___________。(填字母)
A.若产物为NaClO3、NaCl,则参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5
B.若产物为NaClO、NaCl,则吸收后的溶液中c(ClO-)=c(Cl-)
C.若产物为NaClO、NaClO3、NaCl,则NaOH与Cl2相互反应的物质的量之比为2∶1
(2)小组成员发现,产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值。他们讨论后认为,其可能原因是部分氯气未与石灰乳反应而逸出,以及温度升高。为了探究反应条件对产物的影响,他们另取一定量的石灰乳,缓慢匀速地通入足量氯气,得出了Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2两种物质的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为如图(不考虑氯气和水的反应)。则所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______________mol;
【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去氯气中混有的氯化氢 AB 0.25
【解析】
(1)①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气,同时生成MnCl2,据此写出离子反应方程式;氯气中含有HCl,HCl能和石灰乳生成氯化钙而减少次氯酸钙的产率;
②从浓盐酸和MnO2反应体系中导出的气体中含有氯气和HCl气体;
(2)根据氧化还原反应中得失电子数相等计算n(Cl-),然后根据含氯化合物中钙离子和阴离子的个数比计算氢氧化钙的物质的量;
(1)①制取氯气的离子反应方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;氯气中含有HCl,HCl能和石灰乳生成氯化钙而减少次氯酸钙的产率,HCl极易溶于水,且饱和氯化钠溶液能抑制氯气溶解,所以用饱和氯化钠溶液除去氯气中的HCl,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O;除去氯气中混有的氯化氢;
②A.根据方程式:3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:1;故A错误;
B.导出的气体含氯气、HCl,而氯气与氢氧化钠反应生成等物质的量的次氯酸和盐酸,所以则吸收后的溶液中n(ClO-)<n(Cl-),故B错误;
C.NaOH与Cl2相互反应生成氯化钠、次氯酸钠、氯酸钠,由组成可知钠与氯的物质的量之比为1:1,所以NaOH与Cl2相互反应的物质的量之比一定为2:1,故C正确。
故答案为:AB;
(2)根据氧化还原反应中得失电子数相等计算n(Cl-),设被还原生成的n(Cl-)为n,则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol,含n(Cl)为:0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol,氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯离子的个数比为1:2,所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为0.25mol,故答案为:0.25;
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【题目】以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)若要提高辉铜矿煅烧效率可采取的措施有___(填两种)。
(2)气体X的主要成分是___(填化学式),写出该气体的一种用途___。
(3)蒸氨过程总反应的化学方程式是___。
(4)溶液E与Na2CO3溶液反应制取Cu2(OH)2CO3的离子反应方程式为___。
(5)某实验小组研究溶液E与Na2CO3溶液加料顺序及加料方式对产品的影响,实验结果如下:
实验序号 | 加料顺序及方式 | 沉淀颜色 | 沉淀品质 | 产率/% |
1 | 溶液E一次加入Na2CO3溶液中并迅速搅拌 | 浅蓝色 | 品质较好 | 87.8 |
2 | 溶液E逐滴加入Na2CO3溶液中并不断搅拌 | 暗蓝色 | 品质好 | 71.9 |
3 | Na2CO3溶液一次加入溶液E中并迅速搅拌 | 浅绿色 | 品质好 | 96.7 |
4 | Na2CO3溶液一次加入溶液E中并不断搅拌 | 浅蓝色 | 品质较好 | 102.7 |
由上表可知制取Cu2(OH)2CO3最佳加料顺序及加料方式是___(填序号)。
【题目】研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ),
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=_____________mol,NO的转化率α1=______________。
(3)科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 ,其反应为:2CO+2NON2+2CO2 ΔH<0
①在温度和体积保持不变的条件下,能够说明该反应达到平衡状态的标志是(________)
A.反应混合物各组分物质的量浓度相等
B.NO、CO、CO2、N2分子数之比为2:2:2:1
C.混合气体的密度保持不变
D.单位时间内消耗1molNO的同时,就有1molCO生成
②达到平衡后下列能提高NO转化率的是(________)
A.选用更有效的催化剂B.保持容器体积不变充入氦气增大压强
C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积
③研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂的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 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
Ⅱ | a | b | c | 124 |
Ⅲ | 350 | d | e | 124 |
表中:a=_______________,e=__________________
【题目】碳是形成化合物种类最多的元素,其单质和化合物是人类生活的主要能源物质。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:ΔH =+88.6 kJ·mol-1,则M、N相比,较稳定的是__________
(2)根据下列热化学方程式分析,C(s)的燃烧热△H等于_____________ (用△H1 、△H2、△H3表示)
C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g); △H1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g); △H2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H3
(3)根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)= CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH=________
化学键 | C—H | C—F | H—F | F—F |
键能/(kJ·mol-1) | 414 | 489 | 565 | 155 |
(4)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________
【题目】2018年,美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略,而中国却加大了环保力度,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) ΔH1 = +41.1 kJmol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0 kJmol-1
则CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:______________________。
(2)工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号)________.
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变 D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(3)如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度℃ | 250 | 300 | 350 |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①该反应的化学平衡常数表达式为K=_____。
②由表中数据判断该反应的△H_____0(填“>”、“=”或“<”);
③某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则此时的温度为___________℃。
(4)要提高CO的转化率,可以采取的措施是(填字母序号)__________________.
a.增加CO的浓度 b.加入催化剂 c.升温 d.加入H2 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
(5)在一定条件下,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1体系中CO2的平衡转化率(
)与L和X的关系如图所示,L和X分别表示温度或压强。
①X表示的物理量是_____。
②判断L1与L2的大小关系:L1_____L2(填“<”,“=”或“>”),并简述理由:____________________。