14.(12分)(08年山东理综·29)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。

(1)丙烷脱氢可得丙烯。

已知:C3H8(g)=CH4(g)+HCCH(g)+H2(g)  △H1=156.6 kJ·mol1

CH3CHCH2(g)=CH4(g)+HCCH(g )     △H2=32.4 kJ·mol1

则相同条件下,反应C3H8(g)=CH3CHCH2(g)+H2(g) 的△H=      kJ·mol1

(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为                ;放电时CO32移向电池的         (填“正”或“负”)极。

(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3+H+的平衡常数K1=       。(已知10-5.60=2.5×10-6)

(4)常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)    c(CO32)(填“>”、“=”或“<”),原因是                          (用离子方程式和必要的文字说明)。

答案:

(1)124.2

(2)C3H8+5O2=3CO2+4H2O   负

(3)4.2×10-7 mol·L-1

(4)>  HCO3+H2O=CO32+H3O+(或HCO3=CO32+H+)、HCO3+H2O=H2CO3+OH,HCO3的水解程度大于电离程度

解析:(1)将第2个方程式颠倒反写,然后与第1个方程式相加,即得所求的反应C3H8(g)====CH3CH=CH2 (g)+H2(g),△H也随方程式的变化关系进行求算:△H=-△H2+△H1=124.2kJ.mol-1

(2)以丙烷为燃料制作的新型燃料电池,其电池反应方程式为C3H8十502=3C02+4H20,因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极,故电池的正极是电子富集的一极,故带负电荷的离子C032-在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极。

(3)根据电离平衡常数公式可知:

K1=c(H+)c(HCO3-)/c(H2CO3)=10-5.60×10-5.60/l.5×10-5=4.2×10-7mol. L-1

(4)0.1 mol L-1NaHCO3溶液的pH大于8,说明溶液呈碱性,即c(OH-)>c(H+),因在NaHCO3溶液中存在着两个平衡:电离平衡HCO3-CO32-+H+,水解平衡: HC03-+H20  H2CO3-+OH- ,其余部分水的电离忽略不计,由c(OH-)>c(H+),说明水解过程大于电离过程,从而推出c(H2CO3)>c(CO32-) 。

13.(11分)(08年广东化学·19)

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42等杂质,提纯工艺路线如下:

已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:

回答下列问题:

(1)滤渣的主要成分为    

(2)“趁热过滤”的原因是    

(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是

          (写出1种)。

(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是    

(5)已知:

Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)    ΔH1=+532.36 kJ·mol-1

Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)  ΔH1=+473.63 kJ·mol-1

写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式    

答案:(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3

(2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体,令后续的加热脱水耗时长

(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤

(4)溶解时有大量沉淀生成,使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质   其原因:"母液"中,含有的离子有Ca2+,Na+,Cl,SO42,OH,CO32,当多次循环后,使用离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4,Ca(OH)2,CaCO3等沉淀

(5)Na2CO3·H2O(s)=== Na2CO3(s) + H2O(g)△H= +58.73kJ·mol-1

解析:

(1)   因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2沉淀。

(2)   观察坐标图,温度减少至313K时发生突变,溶解度迅速减少,弱不趁热过滤将析出晶体。

(3)   思路方向:1.减少过滤的时间 2.保持过滤时的温度。

(4)   思路:分析“母液”中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中哪个环节有所影响。

(5)   通过观察两个热化学方程式,可将两式相减,从而得到Na2CO3·H2O(S)====== Na2CO3(s)+ H2O(g)。 

12.(07年山东理综·28)(11分)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

某温度下,SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题:

①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。

②平衡状态由A变到B时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-574 kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-1160 kJ·mol1

若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为______kJ。

(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox 3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni=由铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示:

请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式                (不必配平)。

  答案:(1)①800L·mol-1  ②= (2)1.60NA(或1.6NA)  173.4 (3)MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S

  解析:(1)据题意当容器中总压强为0.10MPa时,SO2的平衡转化率为0.80,据此可计算得出平衡时c(SO2)=0.040mol·L-1;c(O2)=0.020mol·L-1;c(SO3)=0.16mol·L-1。根据平衡常数的计算式:K==800L·mol-1;只要温度不变,平衡常数就不改变,在此变化过程中,只有压强的改变,温度未发生变化,故K(A)=K(B)。

  (2)用标准状况下4.48LCH4还原NO2 至N2,4.48LCH4的物质的量为0.20mol,在此过程中CH4中碳元素的化合价有-4价升高到+4价,转化为CO2,失去电子的总物质的量为0.20mol×8= 1.60mol,故转移电子数为1.60NA。由题目给知的热化学方程式,根据盖斯定律可以得出CH4还原NO2至N2的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-867 kJ·mol1,则0.2molCH4反应放出的热量为867 kJ·mol1×0.2mol=173.4kJ。

  (3)此题中反应物已知为MFe2OX和SO2,反应后生成MFe2O4,由MFe2OX转化为MFe2O4,氧原子数增加,故SO2失去氧原子转化为S,反应式为:MFe2OX+SO2=MFe2O4+S。

 0  406469  406477  406483  406487  406493  406495  406499  406505  406507  406513  406519  406523  406525  406529  406535  406537  406543  406547  406549  406553  406555  406559  406561  406563  406564  406565  406567  406568  406569  406571  406573  406577  406579  406583  406585  406589  406595  406597  406603  406607  406609  406613  406619  406625  406627  406633  406637  406639  406645  406649  406655  406663  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网