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(1)固定和利用CO
2
能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体.工业上有一种用CO
2
来生产甲醇燃料的方法:CO
2
(g)+3H
2
(g)?CH
3
OH(g)+H
2
O(g)△H=-49.0kJ?mol
-1
.某科学实验将6molCO
2
和8molH
2
充入2L密闭容器中,测得H
2
的物质的量随时间变化如图1所示(实线).图中数据a(1,6)代表的意思是:在l min时H
2
的物质的量是6mol.
①下列时间段平均反应速率最大的是
A
A
,最小的是
D
D
.
A.0~1min B.1~3min C.3~8min D.8~11min
②仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H
2
的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线Ⅰ对应的实验改变的条件是
升高温度
升高温度
,曲线Ⅱ对应的实验改变的条件是
增大压强或者是增大CO
2
浓度
增大压强或者是增大CO
2
浓度
.
(2)利用光能和光催化剂,可将CO
2
和H
2
O(g)转化为CH
4
和O
2
.紫外光照射时,等量的CO
2
和H
2
O(g)在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH
4
产量随光照时间的变化如图2所示.在0~30h内,CH
4
的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)从大到小的顺序为
v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ)
v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ)
.反应开始后的12小时内,在第
Ⅱ
Ⅱ
种催化剂的作用下,收集的CH
4
最多.
(1)常温下,已知0.1mol?L
-1
一元酸HA溶液中c(OH
-
)/c(H
+
)=1×10
-8
.
①常温下,0.1mol?L
-1
HA溶液的pH=
3
3
;写出该酸(HA)与NaOH溶液反应的离子方程式:
HA+OH
-
═A
-
+H
2
O
HA+OH
-
═A
-
+H
2
O
;
②pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中4种离子物质的量浓度大小关系是:
c(A
-
)>c(Na
+
)>c(H
+
)>c(OH
-
)
c(A
-
)>c(Na
+
)>c(H
+
)>c(OH
-
)
.
(2)常温下,向pH=a的氨水中加入等体积盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH
<
<
14-a(>、<、=)
(3)向物质的量浓度均为0.01mol?L
-1
的MnCl
2
和BaCl
2
混合溶液中,滴加Na
2
CO
3
溶液,先沉淀的离子是
Mn
2+
Mn
2+
,当两种难溶电解质共存时,溶液中c(Ba
2+
)/c(Mn
2+
)
450
450
.(此温度下,Ksp(BaCO
3
)=8.1×10
-9
、Ksp(MnCO
3
)=1.8×10
-11
)
(4)设Ka、Kh、Kw分别表示CH
3
COOH的电离平衡常数、CH
3
COO
-
的水解平衡常数和水的离子积常数,则三者之间的关系为:
Ka?Kh=Kw
Ka?Kh=Kw
.
蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe
3+
、Al
3+
、Fe
2+
等杂质离子).
Ⅱ.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1mol?L
-1
H
2
O
2
溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯.
Ⅲ.制取氢氧化镁:向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水.
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH
Fe
3+
Al
3+
Fe
2+
Mg
2+
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅱ中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是
A
A
(填字母序号).
A.MgO B.Na
2
CO
3
C.蒸馏水
(2)Fe
2+
与H
2
O
2
溶液反应的离子方程式为
2Fe
2+
+H
2
O
2
+2H
+
═2Fe
3+
+2H
2
O
2Fe
2+
+H
2
O
2
+2H
+
═2Fe
3+
+2H
2
O
.
(3)工业上常以Mg
2+
的转化率为考察指标,确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件.其中,反应温度与Mg
2+
转化率的关系如右图所示.
①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为
Mg
2+
+2NH
3
?H
2
O═Mg(OH)
2
↓+2NH
4
+
Mg
2+
+2NH
3
?H
2
O═Mg(OH)
2
↓+2NH
4
+
.
②根据图中所示50℃前温度与Mg
2+
转化率之间 的关系,可判断此反应是
吸热
吸热
(填“吸热”或“放热”)反应.
③图中,温度升高至50℃以上Mg
2+
转化率下降的可能原因是
温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg
2+
转化率下降
温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg
2+
转化率下降
.
④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数.已知:
Mg(OH)
2
(s)?Mg
2+
(aq)+2OH
-
(aq) K
sp
=c(Mg
2+
)?c
2
(OH
-
)=5.6×10
-12
Ca(OH)
2
(s)?Ca
2+
(aq)+2OH
-
(aq) K
sp
=c(Ca
2+
)?c
2
(OH
-
)=4.7×10
-6
若用石灰乳替代氨水,
能
能
(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是
Mg(OH)
2
的溶解度小于Ca(OH)
2
,可发生沉淀的转化
Mg(OH)
2
的溶解度小于Ca(OH)
2
,可发生沉淀的转化
.
高铁酸钾(K
2
FeO
4
)是铁的一种重要化合物,具有极强的氧化性.
(1)将适量K
2
FeO
4
溶解于pH=4.74的溶液中,配制成c(FeO
4
2-
)=1.0×10
-3
mol?L
-
的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO
4
2-
)随时间变化的结果如图1所示.
该实验的目的是
探究温度对FeO
4
2-
影响(温度越高,高铁酸钾越不稳定)
探究温度对FeO
4
2-
影响(温度越高,高铁酸钾越不稳定)
;FeO
4
2-
发生反应的△H
>
>
0(填“>”“<”或“=”)
(2)将适量K
2
FeO
4
分别溶解于pH=4.74、7.00、11.50的水溶液中,配制成c(FeO
4
2-
)=1.0×10
-3
mol?L
-
的试样,静置,考察不同初始pH的水溶液对K
2
FeO
4
某种性质的影响,其变化图象见图2,800min时,在pH=11.50的溶液中,K
2
FeO
4
的浓度比在pH=4.74的溶液中高,主要原因是
pH=11.50时溶液中OHˉ离子浓度大,不利于K
2
FeO
4
与水的反应正向进行
pH=11.50时溶液中OHˉ离子浓度大,不利于K
2
FeO
4
与水的反应正向进行
.
(3)电解法是工业上制备K
2
FeO
4
的一种方法.以铁为阳极电解氢氧化钠溶液,然后在阳极溶液中加入KOH,即在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K
2
FeO
4
),说明
同温度下,高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
同温度下,高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小
.电解时阳极发生反应生成FeO
4
2-
,该电极反应式为
Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO
4
2-
+4H
2
O
Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO
4
2-
+4H
2
O
.
(4)与MnO
2
-Zn电池类似,K
2
FeO
4
-Zn也可以组成高铁电池,K
2
FeO
4
在电池中作正极材料,其电极反应式为FeO
4
2-
+3eˉ+4H
2
O→Fe(OH)
3
+5OHˉ,则该电池总反应的离子方程式为
3Zn+2FeO
4
2-
+8H
2
O=3Zn(OH)
2
+2Fe(OH)
3
+4OHˉ
3Zn+2FeO
4
2-
+8H
2
O=3Zn(OH)
2
+2Fe(OH)
3
+4OHˉ
.如图3为高铁酸钾电池和高能碱性电池放电曲线,由此可得出的高铁酸钾电池的优点有
放电时间长
放电时间长
、
工作电压稳定
工作电压稳定
.
(1)在其他条件不变的情况下,研究改变起始氢气物质的量[用n(H
2
)表示]对N
2
(g)+3H
2
(g)?2NH
3
(g)反应的影响,实验结果可表示成如图1所示的规律(图中T表示温度,n表示物质的量):
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N
2
的转化率最高的是
c
c
.
②若容器容积为1L,n=3mol,反应达到平衡时N
2
、H
2
的转化率均为60%,则在起始时体系中加入N
2
的物质的量为
1
1
mol,此条件下(T
2
),反应的平衡常数K=
2.08(mol/L)
-2
2.08(mol/L)
-2
,当温度升高时该平衡常数将
减小
减小
.
③图象中T
2
和T
1
的关系是
低于
低于
.(填“高于”、“低于”、“等于”、“无法确定”).
(2)氨气和氧气从145℃就开始反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图2):
4NH
3
+5O
2
?4NO+6H
2
O,4NH
3
+3O
2
?2N
2
+6H
2
O
温度较低时以生成
N
2
N
2
为主,温度高于900℃时,NO产率下降的原因是
氨气氧化生成NO的反应是放热反应,升高温度转化率下降
氨气氧化生成NO的反应是放热反应,升高温度转化率下降
.
完成下列热化学方程式(化学方程式、电极反应式、表达式等)的书写:
(1)已知:2Cu(s)+
1
2
O
2
(g)=Cu
2
O(s);△H=-169kJ?mol
-1
,
C(s)+
1
2
O
2
(g)=CO(g);△H=-110.5kJ?mol
-1
,
Cu(s)+
1
2
O
2
(g)=CuO(s);△H=-157kJ?mol
-1
用炭粉在高温条件下还原CuO生成Cu
2
O的热化学方程式是:
2CuO(s)+C(s)=Cu
2
O(s)+CO(g);△H=+34.5kJ?mol
-1
2CuO(s)+C(s)=Cu
2
O(s)+CO(g);△H=+34.5kJ?mol
-1
(2)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO
2
(g)+O
2
(g)?2SO
3
(g),写出该反应的化学平衡常数表达式:
c
2
(S
O
3
)
c
2
(S
O
2
)?c(
O
2
)
c
2
(S
O
3
)
c
2
(S
O
2
)?c(
O
2
)
(3)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为:
CH
4
+10OHˉ-8eˉ=CO
3
2
ˉ+7H
2
O
CH
4
+10OHˉ-8eˉ=CO
3
2
ˉ+7H
2
O
.
(4)无水AlCl
3
瓶盖打开有白雾,其反应的化学方程式为
AlCl
3
+3H
2
O
Al(OH)
3
+3HCl
AlCl
3
+3H
2
O
Al(OH)
3
+3HCl
.
(5)“镁-次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,该电池反应的总反应方程式为
Mg+ClO
-
+H
2
O=Cl
-
+Mg(OH)
2
Mg+ClO
-
+H
2
O=Cl
-
+Mg(OH)
2
.
(6)工业上电解饱和食盐水的离子方程式为
2Clˉ+2H
2
O
通电
.
2OHˉ+Cl
2
↑+H
2
↑
2Clˉ+2H
2
O
通电
.
2OHˉ+Cl
2
↑+H
2
↑
.
一定温度下,在4个容积均为1L的容器中分别进行反应(各容器中A都足量)
A(s)+B(g)?C(g)+D(g)△H=+100kJ/mol
某时刻测得部分数据如下表:
容器编号
n(B)/mol
n(C)/mol
n(D)/mol
反应时间/min
反应速率
Ⅰ
0.06
0.60
0.10
t
1
v(正)=v(逆)
Ⅱ
0.12
1.20
0.20
t
2
Ⅲ
0.32
1.0
0
0
Ⅳ
0.12
0.30
v(正)=v(逆)
下列说法正确的是( )
A.容器Ⅰ中平均反应速率v(B)=0.04/t
1
mol/(L?min)
B.t
2
时容器Ⅱ中v(正)>v(逆)
C.容器Ⅲ中反应至平衡时吸热20 kJ
D.容器Ⅳ中c(D)=0.4 mol/L
下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.1L0.1mol?L
-1
(NH
4
)
2
Fe(SO
4
)
2
溶液:c(SO
4
2-
)>c(NH
4
+
)>c(Fe
2+
)>c(H
+
)>c(OH
-
)
B.25℃时,等体积、等浓度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中:c(Na
+
)>c(HX)>c(X
-
)>c(H
+
)>c(OH
-
)
C.25℃时,BaCO
3
饱和溶液(Ksp=8.1×10
-9
):c(Ba
2+
)=c(CO
3
2-
)>c(H
+
)=c(OH
-
)
D.1.0 mol?L
-1
Na
2
CO
3
溶液:c(OH
-
)=c(HCO
3
-
)+c(H
+
)+2c(H
2
CO
3
)
下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.图1表示可逆反应“2X(g)?Y(g)△H<0”,温度T
1
<T
2
的情形
B.用0.1000 mol?L
-1
NaOH溶液分别滴定浓度相同的三种一元酸,由图2曲线可确定①的酸性最强
C.在其它条件不变时,2SO
2
(g)+O
2
(g)?2SO
3
(g)转化关系(如图3)中,纵坐标表示O
2
的转化率
D.图4表示碳酸钙与盐酸反应收集到气体最多的时间段是t
3
~t
4
下列关于难溶电解质溶液说法正确的是( )
A.在含有BaSO
4
沉淀的溶液中加入Na
2
SO
4
固体,c(Ba
2+
)增大
B.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol?L
-1
盐酸、③0.1 mol?L
-1
氯化镁溶液、④0.1 mol?L
-1
硝酸银溶液中,Ag
+
浓度:①>④=②>③
C.向AgCl悬浊液中滴加Na
2
S溶液,白色沉淀变成黑色:2AgCl+S
2-
=Ag
2
S↓+2Cl
-
D.25℃时,在Mg(OH)
2
悬浊液中加入少量的NH
4
Cl固体后,c(Mg
2+
)增大
0
18197
18205
18211
18215
18221
18223
18227
18233
18235
18241
18247
18251
18253
18257
18263
18265
18271
18275
18277
18281
18283
18287
18289
18291
18292
18293
18295
18296
18297
18299
18301
18305
18307
18311
18313
18317
18323
18325
18331
18335
18337
18341
18347
18353
18355
18361
18365
18367
18373
18377
18383
18391
203614
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