3.
氢气是新型能源和重要化工原料.
已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2
③H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H2
(1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H,△H=△H2-△H1-2△H3,这种方法的推广与使用,不仅实现资源综合利用,而且还能解决环境问题是减少二氧化碳排放,缓解温室效应.
(2)氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位.
①在恒温、容积相等的恒容密闭容器中投入一定量氮气、氢气,发生如下可逆反应:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示:
下列判断正确的是BC.
A.N2的转化率:Ⅱ>I>Ⅲ
B.放出热量:a<b<92.4n
C.达到平衡时氨气的体积分数:Ⅲ>Ⅰ
D.平衡常数:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
②在密闭恒容容器中投入一定量氮气和氢气,混合气体中氨气体积分数和温度关系如图所示:
曲线TJ段变化主要原因是平衡之前,反应向生成氨方向进行,JL段变化的主要原因是该正反应是放热反应,平衡之后,升高温度,平衡向逆方向移动,促进氨分解,氨的体积分数减小,氨气正反应速率:T点小于小于L点(填:大于、小于或等于).
③在2L密闭容器中充入一定量的氨气,氨气的物质的量与反应时间关系如表所示:
在该条件下,前5分钟H2平均反应速率为0.15mol/(L•min).
④常温下,在V mL的a mol•L-1稀硫酸溶液中滴加b mol•L-1稀氨水V mL恰好使混合溶液呈中性.此时,一水合氨的电离常数Kb=$\frac{2a}{(b-2a)×1{0}^{7}}$(用含a、b代数式表示).
(3)氢气直接作燃料电池的理论输出电压为1.2V,能量密度E=$\frac{\frac{1.2V×\frac{1000g}{2g/mol×2×96500C/mol}}{1kg}}{3.6×1{0}^{6}J•k{W}^{-1}•{h}^{-1}}$=32.2kW•h•kg-1(列式计算,精确到小数点后一位.提示:能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW•h=3.6×106J,常用单位为kW•h•kg-1).
已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2
③H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H2
(1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H,△H=△H2-△H1-2△H3,这种方法的推广与使用,不仅实现资源综合利用,而且还能解决环境问题是减少二氧化碳排放,缓解温室效应.
(2)氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位.
①在恒温、容积相等的恒容密闭容器中投入一定量氮气、氢气,发生如下可逆反应:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示:
| 容器编号 | 起始时各物质的物质的量/mol | 平衡时反应中的能量变化 | ||
| H2 | N2 | NH3 | ||
| Ⅰ | 3n | n | 0 | 放出热量a kJ |
| Ⅱ | 3n | 2n | 0 | 放出热量b kJ |
| Ⅲ | 6n | 2n | 0 | 放出热量c kJ |
A.N2的转化率:Ⅱ>I>Ⅲ
B.放出热量:a<b<92.4n
C.达到平衡时氨气的体积分数:Ⅲ>Ⅰ
D.平衡常数:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
②在密闭恒容容器中投入一定量氮气和氢气,混合气体中氨气体积分数和温度关系如图所示:
曲线TJ段变化主要原因是平衡之前,反应向生成氨方向进行,JL段变化的主要原因是该正反应是放热反应,平衡之后,升高温度,平衡向逆方向移动,促进氨分解,氨的体积分数减小,氨气正反应速率:T点小于小于L点(填:大于、小于或等于).
③在2L密闭容器中充入一定量的氨气,氨气的物质的量与反应时间关系如表所示:
| 时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | … |
| NH3/mol | 2 | 1.0 | 0.5 | 0.25 | 0.24 | 0.24 |
④常温下,在V mL的a mol•L-1稀硫酸溶液中滴加b mol•L-1稀氨水V mL恰好使混合溶液呈中性.此时,一水合氨的电离常数Kb=$\frac{2a}{(b-2a)×1{0}^{7}}$(用含a、b代数式表示).
(3)氢气直接作燃料电池的理论输出电压为1.2V,能量密度E=$\frac{\frac{1.2V×\frac{1000g}{2g/mol×2×96500C/mol}}{1kg}}{3.6×1{0}^{6}J•k{W}^{-1}•{h}^{-1}}$=32.2kW•h•kg-1(列式计算,精确到小数点后一位.提示:能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW•h=3.6×106J,常用单位为kW•h•kg-1).
1.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛.
(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的.按要求回答下列问题:
高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3X+5H2O,则X的化学式NaCl,反应中Fe被氧化.
(2)氧化铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如图:

①酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O;
“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2.
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而本身被氧化为H2SO4,请完成该反应的离子方程式:FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+.
③氧化过程中,O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓.
④为了确保铁红的质量和纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8,如果pH过大,可能引起的后果是Al3+、Mg2+形成沉淀,使制得的铁红不纯(几种离子沉淀的pH见表);滤液B可以回收的物质有(写化学式)Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4.
(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的.按要求回答下列问题:
高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3X+5H2O,则X的化学式NaCl,反应中Fe被氧化.
(2)氧化铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如图:
①酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O;
“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2.
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而本身被氧化为H2SO4,请完成该反应的离子方程式:FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+.
③氧化过程中,O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓.
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
| 开始沉淀pH | 2.7 | 3.8 | 7.6 | 9.4 |
| 完全沉淀pH | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 |
| 开始沉淀Ph | 2.7 | 3.8 | 7.6 | 9.4 |
| 完全沉淀pH | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
3.下列说法正确的是( )
| A. | pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,pH>7 | |
| B. | 若物质的量浓度相同的NH4Cl和NH3•H2O混合溶液pH>7,则在pH=7的NH4Cl和NH3•H2O混合溶液中:c(NH4+)>c(NH3•H2O) | |
| C. | 0.1mol•L-1的NaHSO3溶液:c(H+)-c(OH-)=c(SO32-)-2c(H2SO3) | |
| D. | 0.1mol/LNa2CO3溶液和0.1mol/LNaHSO4溶液等体积混合,溶液中c(Na+)+c(H+)=c(CO32-)+c(SO42-)+c(HCO3-)+c(OH-) |
2.下列下列关于反应能量的说法正确的是( )
0 160458 160466 160472 160476 160482 160484 160488 160494 160496 160502 160508 160512 160514 160518 160524 160526 160532 160536 160538 160542 160544 160548 160550 160552 160553 160554 160556 160557 160558 160560 160562 160566 160568 160572 160574 160578 160584 160586 160592 160596 160598 160602 160608 160614 160616 160622 160626 160628 160634 160638 160644 160652 203614
| A. | 101kPa时,2H2(g)+O2(g)═2H2O(g);△H=-QkJ•mol-1,则H2的燃烧热为$\frac{1}{2}$QkJ•mol-1 | |
| B. | 同温同压下,H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同 | |
| C. | 500℃、30MPa下,将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为: N2(g)+3H2(g)$?_{500℃,30MPa}^{催化剂}$2NH3(g)△H=-38.6kJ•mol-1 | |
| D. | H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l);△H=-57.3kJ•mol-1,含1mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3kJ的热量 |