题目内容
过氧化氢和臭氧是用途很广的氧化剂。试回答下列问题:
(1) 过氧化氢是一种绿色氧化剂,写出在酸性条件下H2O2氧化氯化亚铁的离子反应方程式:
(2) Na2O2 、K2O2、 以及BaO2都可与酸作用生成过氧化氢,目前实验室制取过氧化氢可通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用,过滤即可制得。最适合的过氧化物是____________(写电子式),
(3) 臭氧(O3)可以使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝,反应的化学方程式为:
KI+O3+H2O→KOH+I2+O2(未配平 ) 回答问题:
① 还原产物的化学式为
② 配平后的化学方程式是
(4)O3 可由臭氧发生器(原理如图8所示)电解稀硫酸制得。
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①图中阴极为 (填“A”或“B”)。
② 若C处不通入O 2 ,D、E处分别收集到11.2L和4.48L
气体(标准状况下), 则E处收集的气体中O3所占的体积分数
为 (忽略 O 3 的分解)。
③ 若C处通入O 2,则A极的电极反应式为: 。
(5)新型O3氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO2脱除效果显著,锅炉烟气中的NOx 95%以上是以NO形式存在的,可发生反应NO(g)+ O3 (g)
NO2(g)+ O2 (g)。在一定条件下,将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应 ,正反应速率随时间变化的示意图(如图9)所示。由图可得出的正确说法是
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a.反应在c点达到平衡状态
b.反应物浓度:b点小于c点
c.反应物的总能量低于生成物的总能量
d.Δt1=Δt2时,NO的转化率:a~b段小于b~c段
【知识点】氧化还原反应原理、电解池原理、化学平衡 B3 F4 G3 G4
【答案解析】(1)H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O
(2)电子式 ( 略)
(3) KOH O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2
(4) ① A ②50% ③ O2+4H++4e-=2H2O
(5) d
解析:(1)过氧化氢是一种绿色氧化剂,在酸性条件下H2O2氧化氯化亚铁,H2O2的还原产物是水,Fe2+氧化成Fe3+,离子反应方程式:H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O
(2)Na2O2 、K2O2、 以及BaO2都可与酸作用生成过氧化氢,通过描述的过滤可制得,即可知道最适合的过氧化物是BaO2
(3)①由图可知,B极生成O2、O3,B极发生氧化反应,电解池阳极发生氧化反应,故A为阴极.
②C处通入O2,O2发生还原反应,在酸性条件下生成水,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O.
③若C处不通入O2,实质为电解水,D处为氢气,物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol,E处为氧气、臭氧,物质的量共为22.4L÷22.4L/mol=1mo,令臭氧的物质的量为xmol,根据电子转移守恒有0.5mol×2=xmol×3×2+(0.2mol-xmol)×2×2,解得x=0.1,所以E处收集的气体中O3所占的体积分数为0.1mol÷0.2mol×100%=50%
(4)该反应反应前后气体的物质的量不变,容器体积不变,故体系压强恒定.绝热恒容密闭容器,体系温度随反应进行变化,随反应进行反应物的浓度降低,由图可知,c点以前正反应速率增大,说明正反应为放热反应,c点以后正反应速率降低,应是浓度影响比温度影响更大.图为正反应速率随时间变化,说明反应未到达平衡.
a.反应在c点前,温度对速率影响大,c点以后浓度减小对速率影响大,C点未达到平衡状态,故a错误;
b.反应未达平衡,b点在c点之前,反应物浓度:b点大于c点,故b错误;
c.该反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故c错误;
d.a~b段反应速率小于b~c段反应速率,△t1=△t2时,b~c段反应的NO更多,故NO的转化率:a~b段小于b~c段,故d正确.
【思路点拨】本题考查了电解池反应原理、氧化还原反应计算、化学平衡图象、关键是阅读题目获取信息的能力,需要学生具备运用信息与基础知识分析问题、解决问题的能力.
(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及
S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如下图所示:
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①在一定温度下,测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 g·mol-1,则该蒸气中S2分子的体积分数不小于__________。
②若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1,氧氧键的键能为e kJ·mol-1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则S8分子硫硫键的键能为____________。
(2)下表是部分化学键的键能数据:
| 化学键 | P—P | P—O | O===O | P===O |
| 键能(kJ·mol-1) | 198 | 360 | 498 | X |
①已知白磷的燃烧热为2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如下图所示,
则上表中X=________;
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②0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为________kJ。
一定条件下向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体,发生反应2NO2N2O4。反应中测得相关数据如下表所示:
| 反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 气体相对分子质量 | 46 | 57 | 64 | 69 | 69 | 69 |
(1)此条件下该反应的化学平衡常数Kc=________。(填表达式)
(2)在50 min末,向容器中加入 mol NO2,若要保持平衡不发生移动,则应加入N2O4________mol。
(3)若保持容器体积不发生变化,升高温度,则可得如图图像,据此判断该反应ΔH________0(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)若在体积不变的情况下,开始充入0.5 mol N2O4,则达到新平衡时N2O4的转化率α=________。
下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( )
| A | B | C | D |
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| 硅太阳能电池 | 锂离子电池 | 太阳能集热器 | 燃气灶 |