题目内容
据《辽沈晚报》报道,今年冬天,一旦出现大气严重污染的天气,沈阳市有可能建议政府机关、企事业单位根据实际情况实行员工休假或弹性工作制。大气含有的CO、氮氧化物、SO2、烟尘等污染是导致雾霾天气的原因之一,化学反应原理是减少和控制雾霾天气的理论依据。
(1)CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为:
(2) CO可制做燃料电池,以KOH溶液作电解质,向两极分别充入CO和空气,工作过程中,,负极反应方程式为:___________________。
(3) 利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 ;
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
(5)已知在常温常压下:
①CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ?△H=" -556.0" kJ·mol-1
③ H2O(g)=H2O(l)?△H=" -44.0" kJ·mol-1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(1)c(Na+) > c(HCO3-) > c(CO32-) > c(OH-) > c(H+)
(2)CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O(2分)
(3)2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+
(4)5.6×10—5mo1/L
(5)CH3OH(l)+3/2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) △H=" -725.8" kJ·mol-1
解析试题分析:(1)根据CO2和NaOH之间反应的定量关系判断。当二者按照1:1反应时,产物是碳酸氢钠,按照1:2反应,产物是碳酸钠;0.4molCO2和200mL 3mol/L NaOH溶液混合,二者的物质的量之比是2:3,所的溶液是等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠的混合液,在混合物液中碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子的水解程度,所以c(CO32-)<c(HCO3-),强碱弱酸盐水解显碱性,所以c(OH-)>c(H+),盐类水解一般是微弱的,所以c(CO32-)>c(OH-),即c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);(2)CO可制做燃料电池,以KOH溶液作电解质,向两极分别充入CO和空气,工作过程中,CO发生氧化反应,作原电池的负极,该电极生成的二氧化碳与KOH溶液反应生成碳酸钾和水,电极反应式为:CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O;(3)根据催化剂相关知识解答。催化剂通过参与反应改变反应历程,改变反应的活化能来改变化学反应速率,而本身的质量和化学性质不变。反应中包括催化剂参与反应的过程和催化剂的再生过程。 利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-,利用总反应2SO2+O2+2H2O=2H2SO4减去4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O得另一反应的离子方程式为 2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+;(4)Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L,等体积混合后溶液中
c(CO32-)为1×10-4mol/L,根据Ksp=c(CO32-)?c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小浓度为5.6×10-5mol/L;(5)已知在常温常压下:①CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol-1② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ?△H=" -556.0" kJ·mol-1③ H2O(g)=H2O(l)? △H=" -44.0" kJ·mol-1,根据盖斯定律:①+②×1/2+③×2得体现甲醇燃烧热的热化学方程式 CH3OH(l)+3/2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) △H=" -725.8" kJ·mol-1。
考点:考查根据化学方程式计算、催化剂、燃料电池、沉淀溶解平衡及热化学方程式书写、燃烧热的概念、盖斯定律。
请参考题中图表,已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根据要求回答问题:
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:________________________________。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为______________________。
(3)如表所示是部分化学键的键能参数:
化学键 | P—P | P—O | O=O | P=O |
键能/kJ·mol-1 | a | b | c | x |
已知白磷的燃烧热为d kJ·mol-1,白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示,则表中x=________ kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代表数式表示)。
通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 | Si—O | Si—Cl | H—H | H—Cl | Si—Si | Si—C |
键能/kJ·mol-1 | 460 | 360 | 436 | 431 | 176 | 347 |
请回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)。
SiC Si;SiCl4 SiO2。
(2)如图立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子。
(3)工业上用高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH= kJ/mol。
苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上,苯乙烯可由乙苯和CO2
催化脱氢制得。总反应原理如下:
△H
回答下列问题:
(1)乙苯在CO2气氛中的反应可分两步进行:
△H1=+117.6kJ·mol-1
H2 (g)+CO2 (g)CO (g)+H2O (g) △H2=+41.2kJ·mol-1
由乙苯制取苯乙烯反应的 。
(2)在温度为T1时,该反应的平衡常数K=0.5mol/L。在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2,反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol。
①该时刻化学反应 (填“是”或“不是”)处于平衡状态;
②下列叙述能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是 (填正确答案编号);
a.正、逆反应速率的比值恒定 b.c(CO2)=c(CO)
c.混合气体的密度不变 d.CO2的体积分数保持不变
③若将反应改为恒压绝热条件下进行,达到平衡时,则乙苯的物质的量浓度 (填正确答案编号)
A.大于0.5mol/L | B.小于0.5mol/L |
C.等于0.5mol/L | D.不确定 |
(4)写出由苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式 。
运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)氨气、空气可以构成燃料电池.其电池反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则电解质溶液应该显 (填“酸性”“中性”或“碱性”).正极的电极反应式为 。
(2)25℃时.将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-))时.则反应的情况可能为 。
A.盐酸不足.氨水剩余 B.氨水与盐酸恰好完全反应 C.盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-))时.用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________.
(3)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ?H=bkJ/mol,其化学平衡常数K与温度的关系如下:
温度/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | 1.0 | 0.86 | 0.5 |
①写出该反应的化学平衡常数的表达式:__________,b________(填“大于”“小于”或“等于”)0
②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2)_________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(N2).
(4)已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ?H="-1266.8KJ/mol" ;②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ?H=+180.5KJ/mol,写出氨高温催化氧化的热化学方程式: 。