题目内容
1.电石(主要成分为CaC2,杂质为Ca3P2及CaS等)是重要的基本化工原料,主要用于生产乙炔气.(1)为探究碳化钙合成机理,有学者认为可能存在以下5种反应(状态已省略):
①CaO+3C?CaC2+CO平衡常数K1
②CaO+C?Ca+CO平衡常数K2
③Ca+2C?CaC2平衡常数K3
④2CaO+CaC2?3Ca+2CO平衡常数K4
⑤CaC2?Ca+2C平衡常数K5
相应图象如下:
Ⅰ.其中属于放热反应的是③(填序号);从平衡常数看,2700℃以上反应趋势最小的是⑤⑤(填序号).
Ⅱ.已知2000℃时,②CaO(s)+C(s)?Ca(g)+CO(g)△H1=a kJ•mol-1 ③Ca(g)+2C(s)?CaC2(s)△H2=b kJ•mol-1
④2CaO(s)+CaC2(s)?3Ca(g)+2CO(g)△H3
则△H3=2a-bkJ•mol-1(用含a、b的代数式表示)
(2)目前工业上合成电石主要采用氧热法.
已知:CaO(s)+3C(s)=CaC2(s)+CO(g)△H=+464.1kJ•mol-1
C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO.则为了维持热平衡,每生产1molCaC2,则投料的量为:1molCaO、7.2molC 及2.1molO2.
(3)制乙炔后的固体废渣主要成分为Ca(OH)2,可用于制取漂白粉,则制取漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;制乙炔的杂质气体之一PH3,经分离后与甲醛及盐酸在70℃、Al(OH)3催化的条件下,可合成THPC阻燃剂{[P(CH2OH)4]Cl },该反应的化学方程式为PH3+4HCHO+HCl$\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P(CH2OH)4]Cl.
分析 (1)Ⅰ.温度越高K值越小的反应是放热反应;反应趋势最小的是平衡常数曲线最平坦,由此分析解答;
Ⅱ.由反应,②CaO(s)+C(s)?Ca(g)+CO(g)△H1=a kJ•mol-1;③Ca(g)+2C(s)?CaC2(s)△H2=b kJ•mol-1;根据盖斯定律,目标反应的反应热为:②×2-③得;
(2)若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO.则为了维持热平衡,所以每生产1molCaC2,则投料的量为:1molCaO、而投入碳的量为:3mol+$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$=7.2mol,氧气的物质的量为:$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$×$\frac{1}{2}$=2.1mol;
(3)制乙炔后的固体废渣主要成分为Ca(OH)2,可用于制取漂白粉,则制取漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;制乙炔的杂质气体之一PH3,经分离后与甲醛及盐酸在70℃、Al(OH)3催化的条件下,可合成THPC阻燃剂{[P(CH2OH)4]Cl },该反应的化学方程式为PH3+4 HCHO+HCl $\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P(CH2OH)4]Cl.
解答 解:(1)Ⅰ.温度越高K值越小的曲线是③,所以③是放热反应;反应趋势最小的是平衡常数曲线最平坦是⑤,故答案为:③;⑤;(2分);
Ⅱ.由反应,②CaO(s)+C(s)?Ca(g)+CO(g)△H1=a kJ•mol-1;③Ca(g)+2C(s)?CaC2(s)△H2=b kJ•mol-1;根据盖斯定律,目标反应的反应热为:②×2-③得△H3=(2a-b)kJ•mol-1,故答案为:2a-b;
(2)若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO.则为了维持热平衡,所以每生产1molCaC2,则投料的量为:1molCaO、而投入碳的量为:3mol+$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$=7.2mol,氧气的物质的量为:$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$×$\frac{1}{2}$=2.1mol,故答案为:7.2;2.1;
(3)制乙炔后的固体废渣主要成分为Ca(OH)2,可用于制取漂白粉,则制取漂白粉的化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;制乙炔的杂质气体之一PH3,经分离后与甲醛及盐酸在70℃、Al(OH)3催化的条件下,可合成THPC阻燃剂{[P(CH2OH)4]Cl },该反应的化学方程式为PH3+4 HCHO+HCl $\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P(CH2OH)4]Cl,故答案为:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;PH3+4 HCHO+HCl $\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P(CH2OH)4]Cl.
点评 本题考查学生化学平衡常数、盖斯定律以、化学平衡移动的影响和化学方程式的书写方面的知识,综合性强,难度不大.
| A. | 在无色溶液中:NH4+、Fe2+、SO42-、CO32- | |
| B. | 在含大量Ba2+溶液中:NH4+、Na+、Cl-、OH- | |
| C. | 在强碱溶液中:Na+、K+、Cl-、SO32- | |
| D. | 在酸性的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、CH3COO- |
| A. | 氧原子数 | B. | 质量 | C. | 原子数 | D. | 体积 |
| 序号 | U | W | Y | X |
| ① | Na | H2O | Na2O2 | NaOH |
| ② | Fe | H2O | C | H2 |
| ③ | HBr | Cl2 | CH4 | HCl |
| ④ | CuCl2(aq) | Al | HCl(aq) | AlCl3(aq) |
| A. | ②④ | B. | ②③ | C. | ①②④ | D. | ①②③④ |
(1)海水经过处理后可以得到无水氯化镁,无水氯化镁是工业制取镁的原料.试写出由无水氯化镁制取金属镁的化学反应方程式MgCl2 $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Mg+Cl2↑.
(2)某化工厂生产过程中会产生含有Cu2+和Pb2+的污水.排放前拟用沉淀法除去这两种离子,根据下列数据,你认为投入Na2S(选填“Na2S”或“NaOH”)效果更好.
| 难溶电解质 | Cu(OH)2 | CuS | Pb(OH)2 | PbS |
| Ksp | 4.8×10-20 | 6.3×10-36 | 1.2×10-15 | 1.0×10-28 |
①天然海水的pH≈8海水中主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-、CO32-、HCO3-等离子,试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因CO32-+H2O?HCO3-+OH-或 HCO3-+H2O?H2CO3+OH-(任写一个).
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施,进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验,实验结果如图所示.
请你根据图示实验结果,就如何提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率,提出一条合理化建议:降低含硫烟气温度(或流速).
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3-等分子或离子,通入氧气氧化的化学原理是2H2SO3+O2=4H++2SO42-或2HSO3-+O2=2H++2SO42-(任写一个化学方程式或离子方程式).氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸(H+).
| A. | 热的纯碱溶液比冷的纯碱溶液去油污效果好 | |
| B. | 盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用橡胶塞 | |
| C. | 将AlCl3溶液加热、蒸干、灼烧,可得到固体Al2O3 | |
| D. | 铁在潮湿的环境下生锈与盐类水解无关 |
| A. | 钠保存在细口瓶中并加煤油液封 | |
| B. | 新制氯水保存在棕色瓶中并置于冷暗处 | |
| C. | NaOH溶液保存在无色试剂瓶中并要塞紧橡胶塞 | |
| D. | 硫酸亚铁溶液存放在加有少量铁粉的试剂瓶中 |