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1 . Ⅰ.实验室用如图所示简易量热计进行中和热的测定实验,请回答。
(1)图中仪器b的名称是_______ ;
(2)分别取50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,经测定并计算得出该反应放出的热量为QkJ。写出其热化学方程式_______ ;
Ⅱ.在I-存在下,H2O2分解的反应历程为:
①H2O2+I-→H2O+IO-
②H2O2+IO-→H2O+O2+I-
其反应过程的能量变化如图所示,回答下列问题:
(3)在I-存在下,H2O2分解过程的最大能垒(活化能)为_______ ,决定总反应速率的是第_______ 步基元反应。
(4)反应过程中I-和IO-的浓度变化趋势为_______ 。
Ⅲ.向1L容器中加入1molSO2和足量焦炭,发生反应2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。测得反应速率v正(S2)和v逆(SO2)随温度变化如图所示,请回答:
(5)A、B、C、D四点对应的状态中,达到平衡状态的有_______ (填字母)。
(6)该反应的△H_______ 0(填>、<或=)。
(7)下列措施能够增大SO2平衡转化率的是_______。
(1)图中仪器b的名称是
(2)分别取50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,经测定并计算得出该反应放出的热量为QkJ。写出其热化学方程式
Ⅱ.在I-存在下,H2O2分解的反应历程为:
①H2O2+I-→H2O+IO-
②H2O2+IO-→H2O+O2+I-
其反应过程的能量变化如图所示,回答下列问题:
(3)在I-存在下,H2O2分解过程的最大能垒(活化能)为
(4)反应过程中I-和IO-的浓度变化趋势为
Ⅲ.向1L容器中加入1molSO2和足量焦炭,发生反应2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。测得反应速率v正(S2)和v逆(SO2)随温度变化如图所示,请回答:
(5)A、B、C、D四点对应的状态中,达到平衡状态的有
(6)该反应的△H
(7)下列措施能够增大SO2平衡转化率的是_______。
A.降温 | B.增加C(s)的量 |
C.减小容器体积 | D.恒压通入一定量SO2 |
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2 . 烟气中常常含有大量、等大气污染物,需经过净化处理后才能排放。
(1)除去燃煤产生的废气中的的过程图所示。
①过程Ⅰ是一部分发生催化氧化反应,若参加反应和的体积比为4∶3,则反应的化学方程式为________ 。
②过程Ⅱ利用电化学装置吸收另一部分,使得Cu再生,该过程中阳极的电极反应式为________ 。
(2)用吸收液脱除的原理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
一定条件下测得脱硫率与浓度关系如图所示。
①吸收液经除S后可进行再生,较经济的再生方法是_______ 。
②当的浓度大于10 g⋅L时,浓度越大,脱硫率越低的原因是________ 。
(3)我国科学家研究在活性炭催化条件下将煤气中的协同脱除,部分反应机理如图所示。
①中S元素的转化过程可描述为________ 。
②从物质转化与资源综合利用角度分析,该过程初步达到的目的为_______ 。
(1)除去燃煤产生的废气中的的过程图所示。
①过程Ⅰ是一部分发生催化氧化反应,若参加反应和的体积比为4∶3,则反应的化学方程式为
②过程Ⅱ利用电化学装置吸收另一部分,使得Cu再生,该过程中阳极的电极反应式为
(2)用吸收液脱除的原理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
一定条件下测得脱硫率与浓度关系如图所示。
①吸收液经除S后可进行再生,较经济的再生方法是
②当的浓度大于10 g⋅L时,浓度越大,脱硫率越低的原因是
(3)我国科学家研究在活性炭催化条件下将煤气中的协同脱除,部分反应机理如图所示。
①中S元素的转化过程可描述为
②从物质转化与资源综合利用角度分析,该过程初步达到的目的为
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3 . 甲醇和水蒸气催化重整制取氢气的原理为.重整过程中的主要反应为:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应的______________ .
(2)在时,密闭容器中发生反应1、2、3.随温度的升高,平衡时容器中的浓度先增大后减小.过程中浓度减小的原因是______________ .
(3)选择膜反应器可提高重整效率.膜反应器中金属膜允许通过,而气体等不能通过.膜反应器的作用是______________ .
(4)在催化剂表面上甲醇与水蒸气重整的机理如图所示.
其中“*”表示该微粒吸附在催化剂表面,为带有一定电性的吸附位点.表示微粒从催化剂表面脱附.
①用替换,生成氢气的化学式是______________ .
②从电负性的角度分析,均通过原子吸附在催化剂位点上的原因是______________ .
③从化学键断裂和形成以及微粒吸附与脱附的角度,步骤Ⅳ的反应过程可描述为______________ .
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应的
(2)在时,密闭容器中发生反应1、2、3.随温度的升高,平衡时容器中的浓度先增大后减小.过程中浓度减小的原因是
(3)选择膜反应器可提高重整效率.膜反应器中金属膜允许通过,而气体等不能通过.膜反应器的作用是
(4)在催化剂表面上甲醇与水蒸气重整的机理如图所示.
其中“*”表示该微粒吸附在催化剂表面,为带有一定电性的吸附位点.表示微粒从催化剂表面脱附.
①用替换,生成氢气的化学式是
②从电负性的角度分析,均通过原子吸附在催化剂位点上的原因是
③从化学键断裂和形成以及微粒吸附与脱附的角度,步骤Ⅳ的反应过程可描述为
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4 . Ⅰ.传统的“哈伯法”合成氨原理为:
(1)上述反应在常温下___________ (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)工业合成氨选择的催化剂是___________ 。
(3)恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,一定能说明该反应达到平衡状态的是___________ 。
a.、、的浓度之比为 b.容器内气体压强保持不变
c. d.混合气体的密度保持不变
(4)改变下列条件能加快反应速率,且单位体积内反应物活化分子百分数不变的是___________ 。
a.增大浓度 b.增大压强 c.升高温度 d.使用催化剂
(5)工业合成氨中,下列措施不符合绿色化学理念的是___________ 。
a.将氨气及时液化,分离出反应体系
b.将从反应体系中分离出的和重新输送到反应器中予以循环利用
c.氨合成塔中内置热交换器用来预热后续通入的冷的氮气和氢气
d.可采用1000℃的高温使得反应速率更快
Ⅱ.科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向体积可变的密闭容器中充入和,不同温度下平衡时氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图所示。
(6)、、由小到大的顺序为___________ 。
(7)在、条件下,若此时容器体积为,后反应达到平衡,则内的平均反应速率为___________ ,平衡常数___________ (保留两位有效数字)。
Ⅲ.东南大学王金兰课题组提出合成氨的“表面氢化机理”,在较低的电压下实现氮气的还原合成氨。
已知:第一步:(快)(吸附在催化剂表面的物种用*表示)
第二步:(慢)(吸附在催化剂表面)
第三步:(快)
(8)较传统工业合成氨法,该方法具有的优点___________ 。
(1)上述反应在常温下
(2)工业合成氨选择的催化剂是
(3)恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,一定能说明该反应达到平衡状态的是
a.、、的浓度之比为 b.容器内气体压强保持不变
c. d.混合气体的密度保持不变
(4)改变下列条件能加快反应速率,且单位体积内反应物活化分子百分数不变的是
a.增大浓度 b.增大压强 c.升高温度 d.使用催化剂
(5)工业合成氨中,下列措施不符合绿色化学理念的是
a.将氨气及时液化,分离出反应体系
b.将从反应体系中分离出的和重新输送到反应器中予以循环利用
c.氨合成塔中内置热交换器用来预热后续通入的冷的氮气和氢气
d.可采用1000℃的高温使得反应速率更快
Ⅱ.科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向体积可变的密闭容器中充入和,不同温度下平衡时氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图所示。
(6)、、由小到大的顺序为
(7)在、条件下,若此时容器体积为,后反应达到平衡,则内的平均反应速率为
Ⅲ.东南大学王金兰课题组提出合成氨的“表面氢化机理”,在较低的电压下实现氮气的还原合成氨。
已知:第一步:(快)(吸附在催化剂表面的物种用*表示)
第二步:(慢)(吸附在催化剂表面)
第三步:(快)
(8)较传统工业合成氨法,该方法具有的优点
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5 . 钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以、、价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及、。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”中,和被氧化成,同时还有_______ 离子被氧化。写出转化为反应的离子方程式_______ 。
(2)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为,随滤液②可除去金属离子、、、_______ ,以及部分的_______ 。
(3)“沉淀转溶”中,转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是_______ 。
(4)利用上述表格数据,计算的_______ (完全沉淀后其浓度应小于)。
(5)“沉钒”中析出晶体时,需要加入过量,其原因是_______ 。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | ||||
开始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 3.0 | 8.1 |
完全沉淀pH | 3.0 | 9.0 | 4.7 | 10.1 |
(1)“酸浸氧化”中,和被氧化成,同时还有
(2)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为,随滤液②可除去金属离子、、、
(3)“沉淀转溶”中,转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是
(4)利用上述表格数据,计算的
(5)“沉钒”中析出晶体时,需要加入过量,其原因是
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解题方法
6 . 某班同学用如下实验探究、的性质,回答下列问题:
(1)分别取一定量、固体,均配制成0.1 mol⋅L-1的溶液。在溶液中需加入少量铁屑,其目的是___________ (用化学方程式表示)。
(2)甲组同学取2 mL 0.1 mol⋅L-1 溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红。或滴1滴KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3%H2O2溶液(用酸化至),溶液颜色变红。甲组同学通过上述实验分析具有___________ (填“氧化”或“还原”)性。与KSCN溶液反应的离子方程式为___________ 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL 溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是___________ 。同时乙组同学查阅资料发现与可发生反应,生成无色的配合物。为证实该性质,用过量溶液与溶液反应得到,用于验证与发生反应,进行a和b两组实验:
的制备离子方程式为___________ ,实验b的目的是___________ ,从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是___________ 。
(4)丙同学设计实验进一步证明可与反应,进行d和c的对照实验。
①X为___________ 。
②实验能够证实可与反应,则应观察到的现象是___________ 。
③实验中若未加适量水稀释,则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有:使后续实验颜色变化易于观察;降低,___________ 。
(1)分别取一定量、固体,均配制成0.1 mol⋅L-1的溶液。在溶液中需加入少量铁屑,其目的是
(2)甲组同学取2 mL 0.1 mol⋅L-1 溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红。或滴1滴KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3%H2O2溶液(用酸化至),溶液颜色变红。甲组同学通过上述实验分析具有
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL 溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是
的制备离子方程式为
(4)丙同学设计实验进一步证明可与反应,进行d和c的对照实验。
①X为
②实验能够证实可与反应,则应观察到的现象是
③实验中若未加适量水稀释,则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有:使后续实验颜色变化易于观察;降低,
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7 . 工业上制硫酸的主要反应之一为:,反应过程中能量的变化如下图所示。
(1)向反应体系中加入催化剂后,图中___________ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),___________ 。
(2)已知: ; ;若与反应产生和,则该反应的热化学方程式为___________ 。
(3)在接触室中,某温度下,反应的起始浓度,,达到平衡后,的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数K的数值为___________ 。
(4)在温度时,该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向1L的恒容密闭容器中,充入0.03mol、0.16mol,和0.03mol,则反应开始时向___________ (填“正反应方向”或“逆反应方向”)进行,正反应速率___________ (填“>”、“=”或“<”)逆反应速率。
(5)恒温恒容条件下,下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是___________。(填字母)
(6)若以如图所示装置生产硫酸,将、以一定压强喷到活性电极上反应。负极的电极反应式为___________ 。
(1)向反应体系中加入催化剂后,图中
(2)已知: ; ;若与反应产生和,则该反应的热化学方程式为
(3)在接触室中,某温度下,反应的起始浓度,,达到平衡后,的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数K的数值为
(4)在温度时,该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向1L的恒容密闭容器中,充入0.03mol、0.16mol,和0.03mol,则反应开始时向
(5)恒温恒容条件下,下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是___________。(填字母)
A.的体积分数不再发生变化 |
B.恒容时,容器内压强不再发生变化 |
C.容器内,气体原子总数不再发生变化 |
D.相同时间内消耗的同时生成 |
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解题方法
8 . 金属铂(Pt)对气体(特别是H2、O2和CO)具有较强的吸附能力。因此常用来做电极材料,从某废旧电极材料(主要含有Pt、C、Al2O3、MgO)中回收Pt的一种工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)过程Ⅰ中“焙烧”之前将废旧电极“粉碎”的目的是___________ 。
(2)实验人员采用三种不同的浸出液分别研究过程Ⅱ中Pt的浸出率。所用浸出液甲、乙、丙分别是HCl-H2SO4-NaClO3、HCI-NaClO3和HCl-H2O2。
①将浸出液为乙时的离子方程式补充完整:_____________
3Pt+___________Cl-+___________+___________=3[PtCl6]2-+___________H2O
②当NaClO3或H2O2作为氧化剂浸出等量Pt时,n(NaClO3):n(H2O2)=___________ 。
③c(H+)相同、浸出时间相同时,甲、乙、丙三种浸出液对Pt的浸出率如下表。[注:c(NaClO3)按照②中的物质的量关系换算成c(H2O2)计]。
a.以HCl-NaClO3为例,说明当其中氧化剂浓度大于0.2mol/L时,Pt的浸出率降低的原因:随着c(NaClO3)增大,其氧化性增强,部分被___________ 还原而消耗。
b.氧化剂浓度均为0.2mol/L时,甲中Pt的浸出率最低的可能原因:由于三种浸出液中的c(H+)均相同,
(3)过程Ⅲ中萃取剂(R3N)的萃取机理如下(O表示有机体系,A表示水溶液体系)。
ⅰ.R3N(O)++R3NHCl(O)。
ⅱ.2R3NHCl(O)+(R3NH)2[PtCl6](O)+2
①分离操作x是___________ 。
②“反萃取”时向含Pt的有机物中加入NaOH溶液,可使[PtCl6]2-进入水溶液体系,反应的离子方程式是___________ 。
回答下列问题:
(1)过程Ⅰ中“焙烧”之前将废旧电极“粉碎”的目的是
(2)实验人员采用三种不同的浸出液分别研究过程Ⅱ中Pt的浸出率。所用浸出液甲、乙、丙分别是HCl-H2SO4-NaClO3、HCI-NaClO3和HCl-H2O2。
①将浸出液为乙时的离子方程式补充完整:
3Pt+___________Cl-+___________+___________=3[PtCl6]2-+___________H2O
②当NaClO3或H2O2作为氧化剂浸出等量Pt时,n(NaClO3):n(H2O2)=
③c(H+)相同、浸出时间相同时,甲、乙、丙三种浸出液对Pt的浸出率如下表。[注:c(NaClO3)按照②中的物质的量关系换算成c(H2O2)计]。
编号 | 氧化剂浓度/mol·L-1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
甲 | HCl-H2SO4-NaClO3对Pt的浸出率/% | 72.7 | 78.2 | 77.5 | 75.4 |
乙 | HCl-NaClO3对Pt的浸出率/% | 79.6 | 85.3. | 82.1 | 81.6. |
丙 | HCl-H2O2对Pt的浸出率/% | 80.0 | 85.6. | 83.2 | 82.5 |
b.氧化剂浓度均为0.2mol/L时,甲中Pt的浸出率最低的可能原因:由于三种浸出液中的c(H+)均相同,
(3)过程Ⅲ中萃取剂(R3N)的萃取机理如下(O表示有机体系,A表示水溶液体系)。
ⅰ.R3N(O)++R3NHCl(O)。
ⅱ.2R3NHCl(O)+(R3NH)2[PtCl6](O)+2
①分离操作x是
②“反萃取”时向含Pt的有机物中加入NaOH溶液,可使[PtCl6]2-进入水溶液体系,反应的离子方程式是
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解题方法
9 . 氟碳铈矿(主要成分为)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料,以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图:
(1)中的化合价为___________ ;氧化焙烧时不能使用陶瓷容器的原因是产物会腐蚀生成,该反应的化学方程式为___________ 。
(2)氧化焙烧后的产物之一为,则酸浸时发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)操作I的名称为___________ ;有机物能将从水溶液中提取出来,该过程可表示为。向中加入稀硫酸能获得较纯的含水溶液,从平衡移动角度解释其原因___________ 。
(4)写出向悬浊液中通入氧气得到产品的化学方程式___________ 。
(1)中的化合价为
(2)氧化焙烧后的产物之一为,则酸浸时发生反应的离子方程式为
(3)操作I的名称为
(4)写出向悬浊液中通入氧气得到产品的化学方程式
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解题方法
10 . 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ_____ 反应 ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:_____ 。
②平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是_____ (填标号)。
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性_____ (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.,在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)时,体系总反应:______ 。
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是______ 。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
物质 | 丙烯 | 乙烯 | 甲烷 | 丙烷 | 氢气 |
体积分数(%) | 21 | 23.7 | 55.2 | 0.1 | 0 |
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:
②平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.,在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)时,体系总反应:
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是
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