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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:276 题号:5909111
研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。请回答下列问题:
(1)常温下,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液①NH4NO3 ②CH3COONa ③(NH4)2SO4 ④Na2CO3,pH从大到小排列顺序为_________________(填序号)。
(2)常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如下图所示。

则当v(NaOH)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:________,水的电离程度比纯水________(填“大”、“小”或“相等”)。
(3)含有Cr2O72-的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3mol·L-1的Cr2O72-。为了使废水的排放达标,进行如下处理:

①该废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O)和H+,发生反应的离子方程式为________________________
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.0×10-13mol·L-1,则残留的Cr3+的浓度为___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3)]=4.0×10-38Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)
(4)利用“Na-CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“ Na-CO2”电池,以钠箔
和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO2 2Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图所示:

①放电时,正极的电极反应式为_____________________________
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2 mol e 时,两极的质量差为______g。

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【推荐1】合成气的主要成分是 一氧化碳和氢气,是重要的化工原料。
I.已知下列反应:
①CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206 kJ/mol
②C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH = +131 kJ/mol
(1)工业制取炭黑的方法之一是将甲烷隔绝空气加热到1300℃进行裂解。填写空白。
CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH =______________kJ/mol。
(2)若800℃时,反应①的平衡常数K1=1.0,某时刻测得该温度下,密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为:c(CH4)=4.0 mol·L-1;c(H2O)=5.0 mol·L-1;c(CO)=1.5 mol·L-1;c(H2)=2 mol·L-1,则此时该可逆反应的状态是_____________________(填“达到平衡”、“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”)。
Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,工业上用合成气来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),分析该反应并回答下列问题:
(3)一定条件下,将CO与H2以物质的量之比1:1置于恒容密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是_____________________________
A.体系的压强不发生变化                       B.混合气的密度保持不变
C.体系中碳元素的质量分数不变               D.CO与H2的物质的量之比保持不变
(4)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______K2(填“>”、“<”或“=”)。理由是__________________________________________________

(5)已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时,电池左边的电极发生的电极反应式为______________________________

(6)用甲醇燃料电池作为直流电源,设计如图装置制取Cu2O,电解总反应为:2Cu+H2O=Cu2O+H2↑。写出铜电极的电极反应式_______________________
2018-03-15更新 | 150次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源,捕集、利用 CO2始终是科学研究的热点。
⑴新的研究表明,可以将 CO2转化为炭黑回收利用,反应原理如图所示。

①整个过程中 FeO 的作用是_____________
②写出 CO2转化为炭黑的总反应化学方程式_____________
⑵由CO2 合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。
研究表明在催化剂作用下CO2 和H2可发生反应:CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH       
①有利于提高合成CH3OH反应中CO2的平衡转化率的措施有_______。(填字母)
a.使用催化剂                 b.加压            c.增大初始投料比n(CO2 )/ n(H2)
②研究温度对于甲醇产率的影响。在210 ℃~290 ℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如下图所示。ΔH____0(填“>”或“<”),其依据是_______

⑶工业用二氧化碳加氢可合成乙醇:保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应,CO2的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。

①该反应平衡常数的表达式为_________________
②投料比m1、m2、m3由大到小的顺序为 _________________
2020-06-11更新 | 205次组卷
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【推荐3】反应原理在工业的应用:
(1)科研人员将粗锰(含杂质的锰)粉碎后加入到SnCl2溶液中使其溶解浸出(假定杂质不反应,溶液体积不变),发生反应Mn(s)+ Sn2+(aq)Mn2+(aq)+ Sn(s),为加快反应速率可以采取的措施________;不考虑温度因素,一段时间后Mn的溶解速率加快,可能的原因是_______
(2)常温下,Ksp(FeS)=1×10-18,FeS饱和溶液中[H]与[S2]之间存在关系:[H]2·[S2]=1.0×1022,为了使溶液里c(Fe2) 达到1 mol·L1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH=_______
(3)工业上利用含镍废水(镍主要以NiR2络合物形式存在制取草酸镍(NiC2O4),工艺流程如图所示:
   
已知:Ⅰ:NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq) (R-为有机物配体,K=1.6×10-14)
Ⅱ:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15
Ⅲ:“脱络”过程中,R-能与·OH(Fe2+和H2O2反应产生的中间产物)反应生成·R(有机物自由基)
①“沉铁”时,若溶液中c(Ni2+)=0.01mol·L-1,加入碳酸钠调溶液的pH=________(假设溶液体积不变)使Fe3+恰好沉淀完全(离子的浓度≤1.0×10-5mol·L-1),此时________(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。
②“沉镍”即得到草酸镍沉淀,其离子方程式是______________________
③NiR2中加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是_________________
(4)Na2SO3氧化反应:2Na2SO3+O2=2Na2SO4其反应速率受溶解氧浓度影响,分为富氧区和贫氧区两个阶段。为确定贫氧区速率方程中a的值(取整数),分析实验数据。当溶解氧浓度为4. 0 mg·L-1时,c(Na2SO3)与速率数值关系如下表,则a=______

3.655.657.6511.65
10.224.444.7103.6
2019-05-09更新 | 119次组卷
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