题目
题型:不详难度:来源:
(1)已知中FeTiO3元素的化合价为+3,钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的过程中________元素被氧化,每生产1. 9kgTiCl4消耗Cl2在标准状况下的体积为________L。
则金属Mg还原TiCl4制取金属Ti (s)的热化学方程式为___________.
(3)某化学兴趣小组探究外界条件对合成甲醇反应的影响。
①在300℃时,向体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和1mol CO,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
则从反应开始到建立平衡,v(H2)为___________ ;
该温度下的化学平衡常
数为___________。
②在其它条件不变,只改变其中的一个条件,该小组同学
根据实验绘制如下图像,其中与事实相符的是为___________(填
序号)。
(4)电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。
①电解饱和食盐水的离子方程式为为___________ 。
②电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,盐酸的作用为为___________。(用必要的离子方程式和文字说明)
答案
(1)Ti、C(2分),784(3分)
(2)2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s) ∆H=-478kJ•mol‾1(2分)
(3)①0.15mo•L-1•min-1(2分) 12(2分)
②AD(3分)(缺1项扣1分,有错误选项不给分)
(4)①2Cl‾+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH‾(2分)
②Cl2与H2O反应:Cl2+H2OH++Cl‾+HClO,增大H+浓度使平衡逆向移动,减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2逸出。(2分)
解析
试题分析:(1)根据流程图可知FeTiO3、C、Cl2反应生成FeCl3、TiCl4、CO,化合价升高的元素为Ti和C,所以Ti和C元素被氧化;1. 9kgTiCl4消物质的量为:1900g÷190g/mol=10mol,根据FeTiO3可知生成的FeCl3和TiCl4物质的量相等,都是10mol,根据Cl元素守恒Cl2的物质的量为(30mol+40mol)÷2=35mol,所以消耗Cl2在标准状况下的体积为:35mol×22.4L/mol=784L。
(2)首先写出金属Mg还原TiCl4制取金属Ti (s)的化学方程式,并注明状态:2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+
Ti(s),然后根据盖斯定律求焓变,∆H=2∆H1—∆H2=-478kJ•mol‾1,可得热化学方程式。
(3)①v(H2)=v(CH3OH)=2×0.75mol/L÷10min=0.15mo•L-1•min-1;根据三段式进行计算:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始浓度(mol•L‾1) 1 2 0
转化浓度(mol•L‾1) 0.75 1.5 0.75
平衡浓度(mol•L‾1) 0.25 0.5 0.75
则化学平衡常数为:0.75mol/L÷[0.25mol/L×(0.5mol/L )2] =12(mol•L‾1)-2
② A、CO与H2生成CH3OH的反应为放热反应,350℃大于300℃,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质的量减小,正确;B、该反应正反应方向气体系数减小,所以增大压强平衡向右移动,甲醇的物质的量增大,图像错误;C、该反应为放热反应,350℃大于300℃,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质的量减小,图像错误;D、催化剂能加快反应速率,但不影响化学平衡,图像正确。
(4)①电解饱和食盐水生成H2、Cl2、NaOH,离子方程式为:2Cl‾+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH‾
②因为阳极生成Cl2,Cl2能溶于H2O且与水反应:Cl2+H2OH++Cl‾+HClO,加入盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,增大H+浓度使平衡逆向移动,减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2逸出。
核心考点
试题【(18分)钛被誉为“二十一世纪的金属”,用途广泛。按下图所示组成的产业链可以大大提高资源利用率并能减少环境污染。请回答下列问题:(1)已知中FeTiO3元素的化】;主要考察你对化学反应速率等知识点的理解。[详细]
举一反三
下列叙述正确的是
A.放出热量关系:a<b <92.4 |
B.三个容器内反应的平衡常数:③>①>② |
C.达平衡时氨气的体积分数:①>③ |
D.N2的转化率:②>①>③ |
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。在密闭容器
中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断:
①该反应的△H 0(填“<”或“>”)。
②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v (N2)为 。
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列图2中正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填字母编号)。
图1 图2
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol ①
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol ②
H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式 。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐
水的装置,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)。
①该燃料电池的负极反应式为 。
②电解后溶液的pH约为 (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
③阳极产生气体的体积在标准状况下约为 L。
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
回答下列问题:
(1)此合成反应的a________0;ΔS________0,(填“>”、“<”或“=”)
(2)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 .4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l) ΔH =-571.6 kJ·mol-1
则2N2(g)+6H2O(l)===4NH3(g)+3O2 (g) ΔH=________kJ·mol-1
(3)从323 K到353 K,氨气的生成量减少的可能原因_________________;
(4)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 .4 kJ·mol-1,分别研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和N2的起始组成比(起始时N2的物质的量均为1 mol)与N2平衡转化率的关系。请回答:
①在上述三种温度中,曲线X对应的温度是________。
②a、b、c三点H2的转化率最小的是________点、转化率最大的是________点。
③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为________ 。
碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g) △H=a kJ·mol-1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g) △H=b kJ·mol-1
反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示);
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(mol/L) 浓度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。
a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q 0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
b.反应体系的温度不再发生改变
c.混合气体的密度不再发生改变
d.反应体系的压强不再发生改变
(3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示:
请写出该电池正极反应式 ;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH= (不考虑溶液体积的变化)。
A.v(H2)=0.03mol/(L·min) | B.v(N2)="0.005mol/(L·min)" |
C.v(NH3)=0.17mol/(L·min) | D.v(NH3)=0.02mol/(L·min) |
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