2016高考化学二轮复习 下篇 专题三 微题型十九 化学反应原理综合题
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高考化学化学反应原理综合考查综合经典题附答案一、化学反应原理综合考查1.铁的许多化合物在生产、生活中有着广泛的应用,如FeCl 3是重要的金属蚀刻剂、水处理剂;影视作品拍摄中常用Fe (SCN )3溶液模拟血液;FeS 可用于消除水中重金属污染等。
(1)已知:①3Cl 2(g )+2Fe (s )=2FeCl 3(s ) ΔH 1=akJ ·mol -1②2FeCl 2(s )+Cl 2(g )=2FeCl 3(s ) ΔH 2=bkJ ·mol -1则2FeCl 3(s )+Fe (s )=3FeCl 2(s ) ΔH 3=____。
(2)将c (FeCl 3)=0.2mol ·L -1的溶液与c (KSCN )=0.5mol ·L -1的溶液按等体积混合于某密闭容器发生反应:FeCl 3+3KSCN Fe (SCN )3+3KCl ,测得常温下溶液中c (Fe 3+)的浓度随着时间的变化如图1所示;测得不同温度下t 1时刻时溶液中c [Fe (SCN )3]如图2所示。
①研究表明,上述反应达到平衡后,向体系中加入适量KCl 固体后,溶液颜色无变化,其原因是___,根据图1分析,在t 1、t 2时刻,生成Fe 3+的速率较大的是____时刻。
②常温下Fe 3++3SCN -Fe (SCN )3的平衡常数的值约为___,其它条件不变时,若向容器中加适量蒸馏水,则新平衡建立过程中v (正)___v (逆)(填“>”“<”或“=”)。
③根据图2判断,该反应的ΔH ___0(填“>”或“<”),图中五个点对应的状态中,一定处于非平衡态的是___(填对应字母)。
(3)利用FeS 可除去废水中的重金属离子,如用FeS 将Pb 2+转化为PbS 可消除Pb 2+造成的污染,当转化达到平衡状态时,废水中c (Fe 2+)=___c (Pb 2+)[填具体数据,已知K sp (PbS )=8×10-28,K sp (FeS )=6×10-18]。
备战高考化学压轴题专题复习——化学反应原理综合考查的综合含答案一、化学反应原理综合考查1.铝及其合金可用作材料、铝热剂等,在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。
(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。
①高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为:Al 2O 3(s)+AlCl 3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g),其平衡常数表达式为K=_______________。
②碳热还原Al 2O 3冶铝的部分反应如下: Ⅰ.2Al 2O 3(s)+9C(s)=Al 4C 3(s)+6CO(g) △H 1=akJ/mol Ⅱ. 4Al 2O 3(s)+Al 4C 3(s)=3Al 4O 4C(s) △H 2=bkJ/mol Ⅲ. Al 4O 4C(s)+Al 4C 3(s)=8Al(g)+4CO(g) △H 3=ckJ/mol 反应Al 2O 3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的△H =__________kJ/mol③用离子液体AICb-BMIC(阳离子为EMIM +、阴离子为AlCl 4-、Al 2Cl 7-)作电解质,可实现电解精炼铝。
粗铝与外电源的_____________极(填“正”或“负")相连;工作时,阴极的电极反应式为_______________。
(2)真空条件及1173K 时,可用铝热还原Li 5AlO 4制备金属锂(气态),写出该反应的化学方程式:__________________________。
(3)用Al 、Fe 或Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO 3--N),在45℃,起始c (KNO 3-N)为50mg·L -1、维持溶液呈中性并通入Ar 等条件下进行脱除实验。
结果如图所示(c 0为起始浓度、c 为剩余浓度):①纯Al 在0~3h 时,NO 3-几乎没有被脱除,其原因是_______________________;写出3h 后NO 3-被还原为N 2的离子方程式:____________________________。
高考化学化学反应原理综合题含详细答案一、化学反应原理1.甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2),发现银镜部分溶解,和大家一起分析原因:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag。
乙同学认为:Fe(NO3)3溶液显酸性,该条件下NO3-也能氧化单质Ag。
丙同学认为:Fe3+和NO3-均能把Ag氧化而溶解。
(1)生成银镜反应过程中银氨溶液发生_____________(氧化、还原)反应。
(2)为得出正确结论,只需设计两个实验验证即可。
实验I:向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入____________(填序号,①KSCN溶液、②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1),现象为___________,证明甲的结论正确。
实验Ⅱ:向附有银镜的试管中加入______________溶液,观察银镜是否溶解。
两个实验结果证明了丙同学的结论。
(3)丙同学又把5mLFeSO4溶液分成两份:第一份滴加2滴KSCN溶液无变化;第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液,出现白色沉淀,随后有黑色固体产生(经验证黑色固体为Ag颗粒),再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。
根据上述的实验情况,用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系_______________。
(4)丁同学改用如图实验装置做进一步探究:①K刚闭合时,指针向左偏转,此时石墨作_________,(填“正极”或“负极。
此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
②当指针归零后,向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液,指针向右偏转。
此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
③由上述①②实验,得出的结论是:_______________________。
【答案】还原②产生蓝色沉淀 pH=2 0.3mol/L KNO3或NaNO3溶液 Ag + Fe3+ ⇌Ag+ + Fe2+或(Ag+ + Fe2+ ⇌Ag + Fe3+) 正极><其它条件不变时,物质的氧化性与浓度有关系,浓度的改变可导致平衡的移动【解析】【分析】(1)根据元素化合价的变化判断;(2)实验Ⅰ:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则要证明甲的结论正确,可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在;实验Ⅱ:进行对照实验;(3)根据实验现象判断溶液中发生的反应;(4)根据指针偏转方向判断正负极,判断电极反应,并结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析解答。
高考化学提高题专题复习化学反应原理练习题及详细答案一、化学反应原理1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒,临床常用于治疗荨麻疹,皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2实验I:Na2S2O3的制备。
工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示:(1)仪器a的名称是_______,仪器b的名称是_______。
b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。
c中试剂为_______(2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______ (写出一条)(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是_______实验Ⅱ:探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料:Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)装置试剂X实验现象Fe2(SO4)3溶液混合后溶液先变成紫黑色,30s 后几乎变为无色(4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过_______(填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。
从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象:_______实验Ⅲ:标定Na2S2O3溶液的浓度(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。
平均分成3份,分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-,三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1【答案】分液漏斗 蒸馏烧瓶 24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑ 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO 2过量,溶液显酸性.产物会发生分解 加入铁氰化钾溶液.产生蓝色沉淀 开始生成 Fe(S 2O 3)33-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,但Fe 3+与S 2O 32- 氧化还原反应的程度大,导致Fe 3++3S 2O 32-⇌Fe(S 2O 3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动,最终溶液几乎变为无色 0.1600 【解析】 【分析】 【详解】(1)a 的名称即为分液漏斗,b 的名称即为蒸馏烧瓶;b 中是通过浓硫酸和Na 2SO 3反应生成SO 2,所以方程式为:24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑;c 中是制备硫代硫酸钠的反应,SO 2由装置b 提供,所以c 中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液; (2)从反应速率影响因素分析,控制SO 2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度,或者改变反应温度;(3)题干中指出,硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解,如果通过量的SO 2,会使溶液酸性增强,对制备产物不利,所以原因是:SO 2过量,溶液显酸性,产物会发生分解; (4)检验Fe 2+常用试剂是铁氰化钾,所以加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀即证明有Fe 2+生成;解释原因时一定要注意题干要求,体现出反应速率和平衡两个角度,所以解释为:开始阶段,生成3233Fe(S O )-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,所以有紫黑色出现,随着Fe 3+的量逐渐增加,氧化还原反应的程度变大,导致平衡逆向移动,紫黑色逐渐消失,最终溶液几乎变为无色;(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应:①2327226I Cr O 14H =3I 2Cr7H O --++++++;②2222346=I 2S O 2I S O ---++;反应①I -被氧化成I 2,反应②中第一步所得的I 2又被还原成I -,所以①与②电子转移数相同,那么滴定过程中消耗的227Cr O -得电子总数就与消耗的223S O -失电子总数相同 ;在做计算时,不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。
2023年高三化二轮复习——化学反应原理综合题型探究专题训练知识梳理化学反应原理主要考查热化学、电化学、化学反应速率和化学平衡等主干理论知识,主要命题点有盖斯定律的应用、反应速率和化学平衡的分析、化学平衡常数的表达式书写与计算、反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用等,试题常以填空、读图、作图、计算等形式呈现。
试题一般以与生产、生活紧密联系的物质为背景材料命制组合题,各小题之间又有一定的独立性。
主要考查学生的信息处理能力、学科内综合分析能力,应用反应原理解决生产实际中的具体问题,体现了“变化观念与平衡思想”的核心素养。
在近几年的相关考题中,对单一因素影响的考查已经越来越少了,主要以“多因素影响”出现,考查考生的综合分析判断能力。
以实际情景(场景)为背景,更能体现核心素养的要求。
而在实际生产过程中,影响因素是多元化、多方位和多层次的。
强化训练1.(2022·湖北,19)自发热材料在生活中的应用日益广泛。
某实验小组为探究“CaO—Al—H 2O ”体系的发热原理,在隔热装置中进行了下表中的五组实验,测得相应实验体系的温度升高值(ΔT )随时间(t )的变化曲线,如图所示。
回答下列问题: (1)已知: ①CaO(s)+H 2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH 1=-65.17 kJ·mol -1 ②Ca(OH)2(s)Ca 2+(aq)+2OH -(aq) ΔH 2=-16.73 kJ·mol -1③Al(s)+OH -(aq)+3H 2O(l)[Al(OH)4]-(aq)+32H 2(g) ΔH 3=-415.0 kJ·mol -1则CaO(s)+2Al(s)+7H 2O(l)===Ca 2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H 2(g)的ΔH 4=_______kJ·mol -1。
(2)温度为T时,K sp[Ca(OH)2]=x,则Ca(OH)2饱和溶液中c(OH-)=__________(用含x的代数式表示)。
高考化学压轴题专题复习—化学反应原理的综合含答案一、化学反应原理1.三草酸合铁酸钾K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 是一种绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇等有机溶剂,光照或受热易分解。
实验室要制备K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 并测定2-24C O 的含量。
请回答下列相关问题。
I .FeC 2O 4·2H 2O 的制备向烧杯中加入5.0g(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、15mL 蒸馏水、1mL3moL/L 的硫酸,加热溶解后加入25mL 饱和H 2C 2O 4溶液,继续加热并搅拌一段时间后冷却,将所得FeC 2O 4·2H 2O 晶体过滤、洗涤。
(1)制备FeC 2O 4·2H 2O 时,加入3mol /L 硫酸的作用是________________________。
II .K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 的制备向I 中制得的FeC 2O 4·2H 2O 晶体中加入10mL 饱和K 2C 2O 4溶液,水浴加热至40℃,缓慢加入过量3%的H 2O 2溶液并不断搅拌,溶液中产生红褐色沉淀,H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间,然后滴加饱和H 2C 2O 4溶液使红褐色沉淀溶解。
向溶液中再加入10mL 无水乙醇,过滤、洗涤、干燥。
(2)制备过程中有两个反应会生成K 3[Fe(C 2O 4)3],两个化学方程式依次是:______________________、2Fe(OH)3+3K 2C 2O 4+3H 2C 2O 4=2K 3[Fe(C 2O 4)3]+6H 2O 。
(3)H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。
III .2-24C O 含量的测定称取0.22g Ⅱ中制得的K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 晶体于锥形瓶中,加入50mL 蒸馏水和15mL3mol /L 的硫酸,用0.02000mol /L 的标准KMnO 4溶液滴定,重复3次实验平均消耗的KMnO 4溶液体积为25.00mL 。
高考化学化学反应原理综合考查综合题含详细答案一、化学反应原理综合考查1.研究大气污染物SO 2、CH 3OH 与H 2O 之间的反应,有利于揭示雾霾的形成机理。
反应i :132241SO (g)+H O(g)=H SO (1)227.8kJ mol H -∆=-⋅反应ii :-133332CH OH(g)+SO (g)=CH OSO H(g)( )-63.4kJ mol H ∆=⋅硫酸氢甲酯(1)CH 3OSO 3H 发生水解:332324CH OSO H(g)H O(g)CH OH(g)H SO (1)+=+△H=______kJ/mol 。
(2)T ℃时,反应ii 的CH 3OH(g)、SO 3(g)的初始浓度分别为-8-1-9-1110mol L 210mol L ⨯⋅⨯⋅、,平衡时SO 3转化率为0.04%,则K=_____________。
(3)我国科学家利用计算机模拟计算,分别研究反应ii 在无水和有水条件下的反应历程,如图所示,其中分子间的静电作用力用“…”表示。
①分子间的静电作用力最强的是_____________(填“a ”、“b ”或“c ”)。
②水将反应ii 的最高能垒由_____________eV 降为_____________eV 。
③d 到f 转化的实质为质子转移,该过程断裂的化学键为____(填标号)。
A .CH 3OH 中的氢氧键B .CH 3OH 中的碳氧键C .H 2O 中的氢氧键D .SO 3中的硫氧键(4)分别研究大气中H 2O 、CH 3OH 的浓度对反应i 、反应ii 产物浓度的影响,结果如图所示。
①当c(CH 3OH)大于10-11mol.L -1时,c(CH 3OH)越大,c(H 2SO 4)越小的原因是_____________。
②当c(CH 3OH)小于10-11mol.L -1时,c(H 2O)越大,c(CH 3OSO 3H)越小的原因是_____________。
高考化学专题复习分类练习化学反响原理综合解答题及详尽答案一、化学反响原理1.某校化学课外兴趣小组为了研究影响化学反响速率的要素,做了以下实验。
(1)用三支试管各取-1的酸性 KMnO4- 1 2 2 4 5.0 mL、 0.01 mol L·溶液,再分别滴入 0.1 mol L· H C O溶液,实验报告以下。
①实验 1、3 研究的是 _________对反响速率的影响。
②表中 V=_________mL。
(2)小组同学在进行 (1)中各组实验时,均发现该反响开始时很慢,一段时间后速率会忽然加速。
对此该小组的同学睁开议论:①甲同学以为KMnO4与 H2C2O4的反响放热,温度高升,速率加速。
②乙同学以为跟着反响的进行,因_________,故速率加速。
(3)为比较 Fe3+、 Cu2+对 H2O2分解的催化成效,该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答有关问题:①装置乙中仪器 A 的名称为 _________。
②定性剖析:如图甲可经过察看反响产生气泡的快慢,定性比较得出结论。
有同学提出将CuSO4溶液改为 CuCl2溶液更合理,其原由是____________________________________ 。
③定量剖析:如图乙所示,实验时以采集到40 mL气体为准,忽视其余可能影响实验的因素,实验中需要丈量的数据是_______________。
【答案】温度 4.0产物Mn 2+可能对该反响拥有催化作用分液漏斗控制阴离子同样,清除阴离子的扰乱采集40mL气体所需时间【分析】【剖析】(1)①、②作对照实验剖析,其余条件同样时,只有一个条件的改变对反响速率的影响;(2)研究反响过程中反响速率加速的原由,一般我们从反响放热,温度高升,另一个方面从反响产生的某种物质可能起到催化作用;(3)比较 Fe3+、 Cu2+对 H2 O2分解的催化成效,阳离子不一样,尽量让阴离子同样,减少阴离子不一样造成的差异,催化成效能够从同样时间内采集气体体积的多少或许从采集同样体积的气体,所需时间的长短下手。
备战高考化学压轴题专题复习—化学反应原理综合考查的综合及详细答案一、化学反应原理综合考查1.甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1回答下列问题:(1)反应Ⅱ的△H2=______________。
(2)反应Ⅲ能够自发进行的条件是__________ (填“较低温度”、“ 较高温度”或“任何温度”)(3)恒温,恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
A.混合气体的密度不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1D.甲醇的百分含量不再变化(4)对于反应Ⅰ,不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是__________。
A.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于M1B.温度低于250 ℃时,随温度升高甲醇的产率增大C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率(5)若在1L密闭容器中充入3molH2和1molCO2发生反应Ⅰ,250℃时反应的平衡常数K=______;若要进一步提高甲醇体积分数。
可采取的措施有_________________。
(6)下图是电解Na2CO3溶液的装置图。
阴极的电极反应式为________________【答案】+41.19kJ·mol -1较低温度 BD ABD 0.148(或者427) 增大压强(降低温度) 2H ++2e -==H 2↑或2H 2O+2e -==H 2↑+2OH -【解析】 【分析】本题考查盖斯定律,热化学反应与过程无关,只与始态与终态有关,△H 2=△H 1-△H 3=+41.19kJ/mol ;△G==△H-T△S,T 为温度,△G<0,可自发进行,反应Ⅲ:△H<0, △S<0,较低温度可自发进行;平衡状态的判断,同一物质的正逆反应速率相等,本题中ρ=m/V ,质量与体积均不变,密度自始至终不变,不可做为判断依据;M=m/n ,质量不变,物质的量减少,可做判断依据;反应物与生成物平衡时的比例不一定为1:3:1:1,不可以;只要平衡则甲醇的百分含量不再变化,可以;化学反应条件的选择,既要考虑反应时的产量,又要考虑反应的速率;32322()()()()c C H OH c H O K c CO c H ⨯=⨯,250℃时转化率为50%;电解池中阳极失电子,溶液中为水提供的氢氧根离子失电子,产生的氢离子和钠离子向阴极区域移动,而阴极附近的水提供的氢离子得电子,生成氢气。
微题型十九化学反应原理综合题[题型专练]1.水合肼(N2H4·H2O)是一种无色易溶于水的油状液体,具有碱性和极强的还原性,在工业生产中应用非常广泛。
(1)目前正在研发的高能量密度燃料电池车是以水合肼燃料电池作为动力来源,电池结构如图所示。
①起始时正极区与负极区NaOH溶液浓度相同,工作一段时间后,NaOH浓度较大的是________极区(填“正”或“负”)。
②该电池负极的电极反应式为_________________________________________________。
(2)已知水合肼是二元弱碱(25 ℃,K1=5×10-7,K2=5×10-15),0.1 mol·L-1水合肼溶液中四种离子:①H+、②OH-、③N2H+5、④N2H2+6的浓度从大到小的的顺序为__________________(填序号)。
(3)在弱酸性条件下水合肼可处理电镀废水,将Cr2O2-7还原为Cr(OH)3沉淀而除去,水合肼被氧化为N2,该反应的离子方程式为______________________________________。
(4)肼是一种优良的贮氢材料,其在不同条件下分解方式不同。
①在高温下,N2H4可完全分解为NH3、N2及H2,实验测得分解产物中N2与H2物质的量变化如图甲所示,该分解反应化学方程式为__________________________________。
②在303 K,Ni、Pt催化下,则发生N2H4(l) N2(g)+2H2(g)。
在1 L密闭容器中加入0.1 mol N2H4,测得容器中n(H2)+n(N2)n(N2H4)与时间关系如图乙所示。
则0~4 min氮气的平均速率v(N2)=________。
(5)碳酰肼(分子式:CH 6N 4O)是由DEC(酯)与N 2H 4发生取代反应得到,已知DEC 的分子式为C 5H 10O 3,DEC 的核磁共振氢谱如图丙所示,则DEC 的结构简式为________。
解析 (1)①燃料电池中,O 2一定作正极,在碱性条件下,O 2发生反应,电极反应式为O 2+4e -+2H 2O===4OH -,生成了OH -,碱性增强;②负极N 2H 4转化成N 2,N 由-2价升至0价,失去2×2e -=4e -,由电荷守恒知,需要补充4 mol OH -。
(2)水合肼是二元弱碱,溶液中存在的电离平衡有N 2H 4+H 2ON 2H +5+OH -,N 2H +5+H 2O N 2H 2+6+OH -,H 2O H ++OH -,三步电离均有OH -生成,故c (OH -)最大,以第一步电离为主,所以c (N 2H +5)略比c (OH -)小,第二步的电离平衡常数小于第三步的K w ,所以第三步中电离出的H +比第二步中电离出的N 2H 2+6多,故离子浓度大小顺序为c (OH -)>c (N 2H +5)>c (H +)>(N 2H 2+6)。
(3)Cr 2O 2-7中Cr 为+6价,生成的Cr(OH)3中Cr 为+3价,N 2H 4·H 2O 中N 为-2价,生成的N 2中N 为0价,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平即可。
(4)②设达到平衡时,转化的N 2H 4的物质的量为x ,则有N 2H 4(l ) N 2(g )+2H 2(g )n (起始)/mol :0.100n (转化)/mol :x x 2x n (平衡)/mol :0.1-x x 2x由图像知,在4 min 时反应达到平衡,2x +x 0.1-x =3,x =0.05 mol ,v (N 2)=0.05 mol 1 L×4 min=0.012 5 mol·L -1·min -1。
(5)C 5H 10O 3中有一个不饱和度,可能是一个双键或是一个环,又由题中信息知,DEC 为酯,故应为;由图可知,分子中存在两组峰,且峰比值约为3∶2,分子中的10个H 原子,分成两组,分别为6个H 和4个H 。
6个H 可能是2个甲基,4个H 可能是2个亚甲基,3个O 原子应有对称性,由此可以写出DEC 的结构简式为。
答案 (1)①正 ②N 2H 4+4OH --4e -===N 2↑+4H 2O(2)②③①④(3)2Cr 2O 2-7+4H ++3N 2H 4·H 2O===4Cr(OH)3↓+3N 2↑+5H 2O(或2Cr 2O 2-7+4H ++3N 2H 4===4Cr(OH)3↓+3N 2↑+2H 2O)(4)①7N 2H 4(g)=====高温8NH 3(g)+3N 2(g)+2H 2(g)②0.0125 mol·L-1·min-1(5)2.近几年来关于氮污染的治理倍受关注。
(1)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,能同时实现汽车尾气中的CO、C x H y、NO x三种成分的净化,其催化剂表面物质转化的关系如图甲所示,化合物X可借助傅里叶红外光谱图(如图乙所示)确定。
①在图示的转化中,被还原的元素是________,X的化学式为________。
②SCR技术可使NO x与NH3直接反应,实现无害转化。
当NO与NO2的物质的量之比为4∶1时,写出发生反应的化学方程式:________________________________________。
(2)加入过量次氯酸钠可使废水中NH+4完全转化为N2,而本身被还原为NaCl。
①写出上述反应的离子方程式:_____________________________________________。
②若处理废水产生了0.448 L N2(标准状况下),则需消耗浓度为0.5 mol·L-1的次氯酸钠溶液的体积为________ mL。
(3)某工业废水中含有毒性较大的CN-,可用电解法将其转变为N2,装置如右图所示。
气体甲是________(写化学式),电解池中生成N2的电极反应式为_______________________________。
解析(1)①根据箭头所示,氮元素和氧元素化合价降低,被还原;化合物X可借助傅里叶红外光谱图确定,说明X中存在NO-3,再根据图甲可知,X中存在Ba2+。
②NO x与NH3直接反应生成N2和H2O,根据电子得失守恒和原子个数守恒写出化学方程式。
(2)①ClO-与NH+4反应生成N2和Cl-,根据电子得失守恒和电荷守恒写出离子方程式。
②由离子方程式可得出关系式3ClO-~N2,n(N2)=0.448 L22.4 L·mol-1=0.02 mol,则n(ClO-)=0.06 mol,V(ClO-)=0.06 mol0.5 mol·L-1=0.12 L=120 mL。
(3)左端为CN-―→N2,氮元素被氧化,则左端为阳极,电极反应式为2CN-+12OH--10e-===2CO2-3+N2↑+6H2O;右端为阴极,阴极为溶液中的阳离子发生放电,则气体甲为氢气。
答案(1)①N、O Ba(NO3)2②8NH3+8NO+2NO2===9N2+12H2O(2)①2NH+4+3ClO-===N2↑+3Cl-+2H++3H2O②120(3)H22CN-+12OH--10e-===2CO2-3+N2↑+6H2O3.一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
(1)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:①4CO(g)+Fe3O4(s)===4CO2(g)+3Fe(s) ΔH=a kJ·mol-②CO(g)+3Fe2O3(s)===CO2(g)+2Fe3O4(s) ΔH=b kJ·mol-1反应3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s)的ΔH=________kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g) HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH>0第二步:HCOOCH3(g) CH3OH(g)+CO(g) ΔH>0①第一步反应的机理可以用图1表示,中间产物X的结构简式为________。
图1②在工业生产中,为提高CO的产率可采取的合理措施有________________________________________________________________________。
(3)为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X-射线衍射谱图如图2所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。
反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
图2 图3(4)某催化剂样品(含Ni 2O 340%,其余为SiO 2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO 将33.2 g 样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni 与CO 结合成Ni(CO)4(沸点43 ℃),并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO 的物质的量之比为________。
(5)为安全起见,工业生产中需对空气中的CO 进行监测。
①粉红色的PdCl 2溶液可以检验空气中少量的CO 。
若空气中含CO ,则溶液中会产生黑色的Pd 沉淀。
每生成5.3 g Pd 沉淀,反应转移的电子数为________。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO 含量,其结构如图3所示。
这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为______________________________。
解析 (1)由目标反应中没有Fe 3O 4,故根据盖斯定律可知,(①×2+②)/3即得目标反应,故ΔH =(2a +b )/3 kJ·mol -1。
(2)①由图示的过程可以看出,先是甲醇分解生成了H 2和X ,然后X 与甲醇反应生成了H 2和HCOOCH 3,由此可以根据原子守恒得到中间产物X 为甲醛,即HCHO 。
②由甲醇为反应原料生成CO 的两步反应都是气体物质的量增大的反应,同时又都是吸热反应,所以为了提高CO 的产率应使反应向右进行,应采用的方法是升高温度,降低压强。
(3)由衍射图可以看出生成的产物比较多,但是其中能与盐酸反应生成两种盐的只能是FeAl 2O 4。
(4)由题目描述,首先是由CO 还原三氧化二镍生成了粗镍,其反应化学方程式式为Ni 2O 3+3CO=====△2Ni +3CO 2,然后再使Ni 与CO 反应生成Ni(CO)4,反应化学方程式为Ni +4CO===Ni(CO)4,由两个反应式可知在镍相同的情况下CO 的物质的量之比为3∶8。