化学专题讲座四
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专题讲座四加试第30题——基本概念、基本理论综合1.(2016·浙江4月选考,30)氨气及其相关产品是基本化工原料,在化工领域中具有重要的作用。
(1)以铁为催化剂,0.6mol氮气和1.8mol氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气,20min后达到平衡,氮气的物质的量为0.3mol。
①在第25min时,保持温度不变,将容器体积迅速增大至2L并保持恒容,体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%,请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。
②该反应体系未达到平衡时,催化剂对逆反应速率的影响是______(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(2)①N2H4是一种高能燃料,有强还原性,可通过NH3和NaClO反应制得,写出该制备反应的化学方程式_________________________________________________________________________________________________________________________________。
②N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数K1=1.0×10-6,则0.01mol·L-1N2H4水溶液的pH等于________(忽略N2H4的二级电离和H2O的电离)。
③已知298K和101kPa条件下:N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH12H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH22H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH34NH3(g)+O2(g)===2N2H4(l)+2H2O(l)ΔH4则N2H4(l)的标准燃烧热ΔH=_____________________________________________。
(3)科学家改进了NO2转化为HNO3的工艺(如虚框所示),在较高的操作压力下,提高N2O4/H2O的质量比和O2的用量,能制备出高浓度的硝酸。
NH3(g) →NO(g) →NO 2(g ) →N 2O 4(l )――→H 2O (l )O 2(g )HNO 3(aq ) 实际操作中,应控制N 2O 4/H 2O 质量比高于 5.11,对此请给出合理解释________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案(1)①②增大(2)①2NH 3+NaClO===N 2H 4+NaCl +H 2O ②10③32ΔH 2-ΔH 1-12ΔH 4 (3)2N 2O 4+2H 2O +O 2===4HNO 3,N 2O 4/H 2O 质量比等于5.11时恰好反应,高于5.11是为了提高N 2O 4浓度,有利于平衡正向移动,得到高浓度的硝酸2.(2015·浙江10月选考,30)由某精矿石(MCO 3·ZCO 3)可以制备单质M ,制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇,取该矿石样品 1.84g ,高温灼烧至恒重,得到0.96g 仅含两种金属氧化物的固体,其中m (M)∶m (Z)=3∶5,请回答:(1)该矿石的化学式为______________。
(2)①以该矿石灼烧后的固体产物为原料,真空高温条件下用单质硅还原,仅得到单质M 和一种含氧酸盐(只含Z 、Si 和O 元素,且Z 和Si 的物质的量之比为2∶1)。
写出该反应的化学方程式__________________________________。
②单质M 还可以通过电解熔融MCl 2得到,不能用电解MCl 2溶液的方法制备M 的理由是_______________________________________________________________。
(3)一定条件下,由CO 2和H 2制备甲醇的过程中含有下列反应:反应1:CO 2(g)+H 2(g) CO(g)+H 2O(g) ΔH 1反应2:CO(g)+2H 2(g) CH 3OH(g) ΔH 2反应3:CO 2(g)+3H 2(g) CH 3OH(g)+H 2O(g) ΔH 3其对应的平衡常数分别为K 1、K 2、K 3,它们随温度变化的曲线如图1所示。
则ΔH 2________(填“大于”、“小于”或“等于”)ΔH 3,理由是__________________。
(4)在温度T 1时,使体积比为3∶1的H 2和CO 2在体积恒定的密闭容器内进行反应。
T 1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示;不改变其他条件,假定t 时刻迅速降温到T 2,一段时间后体系重新达到平衡。
试在图中画出t 时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。
答案 (1)MgCO 3·CaCO 3(2)①2MgO +2CaO +Si=====高温Ca 2SiO 4+2Mg②电解MgCl 2溶液时,阴极上H +比Mg 2+容易得电子,电极反应式2H 2O +2e -===H 2↑+2OH -,所以不能得到Mg 单质(3)小于 由图1可知,随着温度升高,K 1增大,则ΔH 1>0,根据盖斯定律又得ΔH 3=ΔH 1+ΔH 2,所以ΔH 2<ΔH 3(4)加试题第30题是基本概念、基本理论组合题,主要是结合无机推断、化学工艺,考查了热化学、电化学、化学平衡及电解质溶液的知识,涉及的基本能力有审题能力、计算能力、简答能力及绘图能力等。
由于考查知识全面,题目综合性较强,但每空分值较少(最多2分),这就要求学生审题要仔细,计算要准确,绘图要规范,简答要精炼,争取在有限的时间内得高分。
(一)信息型方程式的书写1.某科研小组在实验室用较浓的KOH 溶液直接吸收氯气,研究发现反应进行一段时间后开始出现KClO 3并逐渐增多,产生KClO 3的离子方程式是_____________________________________________________________________________。
答案 6OH -+3Cl 2===5Cl -+ClO -3+3H 2O2.MnO 2与KClO 3、KOH 溶液共热,可得到K 2MnO 4,此反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 3MnO 2+6KOH +KClO 3=====加热3K 2MnO 4+KCl +3H 2O3.向1L1mol·L -1的K 2FeO 4中加入足量稀H 2SO 4酸化,可以产生O 2和Fe 3+,该反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________。
答案 4FeO 2-4+20H +===4Fe 3++3O 2↑+10H 2O 4.NaOCN 与NaClO 反应,生成Na 2CO 3、CO 2、NaCl 和N 2(已知HCN 、HOCN 中N 元素的化合价相同)则反应的离子方程式:__________________________________。
答案 2OCN -+3ClO -===CO 2-3+CO 2↑+3Cl -+N 2↑ 5.在催化剂作用下,尿素[CO(NH 2)2]也可以将NO x 反应生成N 2和H 2O 。
写出CO(NH 2)2与NO 2反应的化学方程式_____________________________________________。
答案 4CO(NH 2)2+6NO 2=====催化剂7N 2+4CO 2+8H 2O6.氨基甲酸铵(NH 2COONH 4) 极易水解,产物是碳酸氢铵和一种弱碱,请写出其水解反应方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 NH 2COONH 4+2H 2O NH 4HCO 3+NH 3·H 2O7.煤燃烧排放的烟气含有SO 2和NO x ,形成酸雨、污染大气,采用NaClO 2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。
写出NaClO 2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
答案 4OH -+3ClO -2+4NO===4NO -3+3Cl -+2H 2O8.在碱性条件下,写出O 2将Mn 2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式:________________________________________________________________________。
答案 O 2+2Mn 2++4OH -===2MnO(OH)2↓ 9.一定条件下,向FeSO 4溶液中滴加碱性NaBH 4溶液,溶液中BH -4(B 元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)-4,其离子方程式为_______________________ ________________________________________________________________________。
答案2Fe2++BH-4+4OH-===2Fe+B(OH)-4+2H2↑10.+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O2-7还原成Cr3+,该反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________。