(Ⅰ)某化学实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下表:
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时间 H2O2 | 0.1 g | 0.3 g | 0.8 g |
| 10 mL 1.5% | 223 s | 67 s | 56 s |
| 10 mL 3.0% | 308 s | 109 s | 98 s |
| 10 mL 4.5% | 395 s | 149 s | 116 s |
请回答下列问题:
(1)盛装双氧水的化学仪器名称是 。
(2)如何检验该套装置的气密性 。
(3)相同浓度的过氧化氢,其分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(4)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(5)某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是_______________________________________。(提示:H2O2的密度可认为近似相等)。
(Ⅱ)在如图所示的量热计中,将100mL 0.50mol·L-1CH3COOH溶
液与100mL0.55mol·L-1NaOH 溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1℃所需的热量)是
150.5J·℃-1生成溶液的比热容为4.184J·g-1·℃-1,溶液的密度均近似
为1g·mL-1。
(1)试求CH3COOH的中和热△H= 。
(2)CH3COOH的中和热的文献值为56.1KJ· mol-1,则请你分
析在(1)中测得的实验值偏差可能的原因 。
(3)实验中NaOH过量的目的是 。
氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为 。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H2
2NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
| 反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率= ;该温度下平衡常数K= ;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s) △H= —l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(1) == H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)
在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:
CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g)
其平衡常数K和温度t的关系如下:
| t℃ | 700 | 800 | 850 | 1000 | 1200 |
| K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
(1) K的表达式为: ;
(2) 该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”)
(3) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:
A.容器中压强不变 B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正 = v(H2O)逆 D.c(CO2) = c(CO)
E.容器中气体密度不变 F.1mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
(4) 在850℃时,可逆反应:CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
| 时间/min | CO2 (mol/L) | H2 (mol/L) | CO (mol/L) | H2 O ( mol/L) |
| 0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
3min—4min达到平衡时CO的平衡浓度c3= (c3精确到小数点后面三位数),CO2 (g)的转化率= 。
如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:
| 序号 | 内容 | 实验现象 |
| 1 | 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 | 干燥的铁丝表面依然光亮 |
| 2 | 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 | 铁丝表面依然光亮 |
| 3 | 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 | 铁丝表面已变得灰暗 |
| 4 | 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 | 铁丝表面略显灰暗 |
| 5 | 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 | 铁丝表面已变得灰暗 |
| 6 | 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 | 铁丝表面灰暗程度比实验5严重 |
回答以下问题:
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)____________;在电化学腐蚀中,负极反应是_________________________________________________________________;
正极反应是__________________________________________________________;
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是
________________________________________________________________________;
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是____________________(答两种方法)。