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【题目】已知Fe3O4可表示成FeO·Fe2O3,水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为:3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O。下列说法正确的是( )

A.O2S2O32是氧化剂,Fe2+是还原剂

B.参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为15

C.每生成1molFe3O4,转移电子的物质的量为2mol

D.若有2molFe2+被氧化,则被Fe2+还原的O20.5mol

【答案】D

【解析】

3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O中,化合物中铁元素、硫元素用平均化合价,铁元素的化合价变化:+2→+;硫元素的化合价变化为:+2→+2.5;氧元素的化合价变化:0→-2。据此解答。

A、化合物中铁元素、硫元素用平均化合价,铁元素的化合价变化:+2→+;硫元素的化合价变化为:+2→+2.5;氧元素的化合价变化:0→-2,所以氧化剂是O2;还原剂是Fe2+S2O32-,故A错误;

B、由上述分析可知,氧化剂是O2,还原剂是Fe2+S2O32-3molFe2+参加反应时只有2mol被氧化,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的最之比为1:(2+2)=14,故B错误;

C、由方程式可知,每生成1molFe3O4,参加反应的氧气为1mol,转移电子为1mol×4=4mol,故C错误;

D2molFe2+被氧化时,失去电子2mol,则被Fe2+还原的O2的物质的量为2mol÷4=0.5mol,故D正确。

答案选D

练习册系列答案
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【题目】对高温条件下反应机理的研究一直是化学动力学的重要课题,科研工作者研究了1000K下丙酮的热分解反应并提出了如下反应历程:

回答下列问题:

(1)上述历程是根据两个平行反应提出的,其中一个为CH3COCH3CH4+CH2=C=O,该反应的快慢主要由上述历程中的反应______(填序号)决定,另一个反应的化学方程式为____________________________,反应速率常数k4______k5。(填“>”或“<”)。

(2)CH2=C=O(乙烯酮)可以与乙醇发生加成反应生成酯,写出该反应的化学方程式:____________________________________

(3)一定温度下,在2L密闭容器中充入1molCH3COCH3发生上述两个平行反应,提高乙烯酮反应选择性的关键因素是___________

a.再充入1molCH3COCH3 b.及时分离出CH4 c.使用适宜的催化剂

达到平衡后,测得容器中存在a molCH4b mol CO,则CH3COCH3(g)CH4(g)+CH2=C=O(g)在该温度下的平衡常数K_____mol·L-1(用含ab的代数式表示)。

(4)分解产物中的CH4可用于制备氢气:

反应ICH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=206.2kJ·mol-1

反应Ⅱ:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=165.0kJ·mo1-1

写出CO与水蒸气反应生成CO2的热化学方程式:_________________830℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=1.2mol2·L-2,该温度下,测得密闭容器中各物质的浓度为c(CH4)=2.0mol·L-1c(H2O)=4.0mol·L-1c(CO2)=2.0mol·L-1c(H)=2.0mol·L-1,则此时v_____v(填“>”“<”或“=”)。

【题目】地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。人工固氮最主要的方法是HaberBosch法。通常用以铁为主的催化剂在400500℃和1030MPa的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。

Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):

化学吸附:N2(g)→2N* H2(g)→2H*

表面反应:N*+H*NH*NH*+H*NH2*NH2*+H*NH3*

脱附:NH3*NH3(g)

其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。

请回答:

(1)已知合成氨反应中生成1 mol NH3放出46kJ热量,该反应的热化学方程式为______

(2)实际生产中,原料气中N2H2物质的量之比为12.8。分析说明原料气中N2过量的理由________

(3)关于合成氨工艺的下列理解,正确的是____________

A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零

B.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率

C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行

D.原料中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生

(4)已知反应:N2(g)+H2(g)NH3(g)标准平衡常数,其中为标准压强(1×105Pa),为各组分的平衡分压,如:=p为平衡总压,为平衡系统中NH3的物质的量分数。

N2H2起始物质的量之比为13,反应在恒定温度和标准压强下进行,N2的平衡转化率为,则=_________(用含的最简式表示)。

(5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示:

①阴极生成氨的电极反应式为__________

②阳极产物只有O2,电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量,结合电极反应式解释原因:___________________

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