【题目】铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂,在水中缓慢分解,遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。回答下列问题:
Ⅰ.制取铋酸钠
制取装置如图(加热和夹持仪器已略去),部分物质性质如下:
物质 | NaBiO3 | Bi(OH)3 |
性质 | 不溶于冷水,浅黄色 | 难溶于水;白色 |
(1)B装置用于除去HCl,盛放的试剂是___;
(2)C中盛放Bi(OH)3与NaOH混合物,与Cl2反应生成NaBiO3,反应的离子方程式为___;
(3)当观察到___(填现象)时,可以初步判断C中反应已经完成;
(4)拆除装置前必须先除去烧瓶中残留Cl2以免污染空气。除去Cl2的操作是___;
(5)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作有___;
Ⅱ.铋酸钠的应用——检验Mn2+
(6)往待测液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,溶液变为紫红色,证明待测液中存在Mn2+。
①产生紫红色现象的离子方程式为___;
②某同学在较浓的MnSO4溶液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,结果没有紫红色出现,但观察到黑色固体(MnO2)生成。产生此现象的离子反应方程式为___。
Ⅲ.产品纯度的测定
(7)取上述NaBiO3产品wg,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用cmo1·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO4-(已知:H2C2O4+MnO4-——CO2+Mn2++H2O,未配平),当溶液紫红色恰好褪去时,消耗vmL标准溶液。
该产品的纯度为___(用含w、c、v的代数式表示)。
【题目】一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
【题目】烟气(主要污染物SO2、NOX)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中的SO2、NOx 的含量。
(1) O3氧化烟气中SO2、NOx 的主要反应的热化学方程式为: NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-13NO(g)+O3(g)3NO2(g) ΔH=-317.3kJ·mol-1。则2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1
(2)T℃时,利用测压法在刚性反应器中,投入一定量的NO2发生反应3NO2(g)3NO(g)+O3(g),体系的总压强 p随时间 t的变化如下表所示:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 20.00 | 21.38 | 22.30 | 23.00 | 23.58 | 24.00 | 24.00 |
①若降低反应温度,则平衡后体系压强 p______24.00 MPa(填“>”、“<”或“=”),原因是____________。
②15min 时,反应物的转化率 α=______。
③T℃时反应3NO2(g) 3NO(g)+O3(g)的平衡常数Kp=____________(Kp 为以分压表示的平衡常数,分压等于总压乘以该气体的物质的量分数)
(3)T℃时,在体积为2L的密闭刚性容器中,投入2 mol NO2发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),实验测得:v正=k正 c2(NO2),v逆=k逆 c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。在温度为T℃时NO2的转化率随时间变化的结果如图所示(反应在5.5min时达到平衡):
①在体积不变的刚性容器中,投入固定量的NO2发生反应,要提高NO2转化率,可采取的措施是______________、___________。
②由图中数据,求出该反应的平衡常数为_________。
③计算A 点处v正/v逆=_________________________(保留1位小数)。
【题目】肼是一种高能燃料。已知各共价键键能(断裂或形成1mol共价键时吸收或释放的能量)如表:
N≡N | O=O | N-N | N-H | O-H | |
键能(KJmol﹣1) | 946 | 497 | 154 | 391 | 463 |
(1)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) H=________KJmol﹣1 。
(2)密闭容器中进行反应:3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g) H<0反应的化学平衡表达式为K=________。
(3)已知:600℃时,上述反应的平衡常数K=16。现有如图甲(恒温恒压)和如图乙(恒温恒容)两容器:
起始时按下表所示分别加入各物质,体积为2L,在600℃时反应经过一段时间后均达平衡。
Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 | |
甲/mol | 2.0 | 1.0 | 2.0 | 0.5 |
乙/mol | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0 |
①关于甲、乙容器,下列法正确的是________。
A.反应开始时两容器内的逆反应速率:甲<乙
B.若甲容器内气体的密度不再变化,则说明反应已达到平衡状态
C.若乙容器内气体的压强不再变化,则说明反应已达到平衡状态
D.平衡后添加Fe3O4,两容器内的平衡均逆向移动
②投料后甲5min达平衡,则此段时间内的平均反应速率v(H2)=________。
③平衡后若将乙容器体系温度突然降低100℃,图象中能正确反映平衡移动过程中容器内变化情况的是________。
A. B. C.
(4)如图为恒容绝热容器:
进行上述反应,起始与平衡时的各物质的量见表:
Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 | |
起始/mol | 3.0 | 3.0 | 0 | 0 |
平衡/mol | m | n | p | q |
Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 | |
A/mol | 3.0 | 3.0 | 0 | 0 |
B/mol | 0 | 0 | 3.0 | 3.0 |
C/mol | m | n | p | q |
若在达到平衡后的容器丙中,分别按照下列A、B、C三种情况继续添加各物质,则再次达平衡时,容器丙中H2的百分含量按由大到小的顺序______(用A、B、C表示)。