【題目】MnO2是常見的氧化劑、催化劑和活性電極材料。
(1)工業(yè)上,以惰性材料為電極,電解MnSO4溶液(含少量稀硫酸)制備MnO2。寫出陽極的電極反應(yīng)式:___________。
(2)已知如下熱化學方程式(K代表平衡常數(shù)):
①MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g) △H1 K1
②2MnO(s)+O2(g)2MnO2(s) △H2 K2
③2MnCO3(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g) △H3 K3
△H3=______(用△H1、△H2表示) K3=_______(用K1、K2表示)。
(3)反應(yīng)②在低溫條件下能自發(fā)進行,則△H2______0(填“>”“<”或“=”)。
(4)在密閉容器中投入足量的MnCO3,—定條件下發(fā)生反應(yīng):MnCO3(s)MnO(s)+CO2(g)
△H>0。在一定溫度下,達到平衡狀態(tài)時p(CO2)=2a MPa。
① 溫度、壓強對MnCO3分解率的影響如圖所示:比較:L1____L2(填“>”“<”或“=”)。
② 保持溫度不變,將容器體積擴大至原來的2倍,則p(CO2)的變化范圍是______。
③ 保持溫度不變,將容器體積壓縮至原來的一半,達到新平衡時下列物理量-定不變的是__(填代號)。
A.平衡常數(shù)K B.c(CO2) C.n(CO2) D.m(MnCO3)
(5)—定溫度下,在容積為2L的恒容密閉容器中加人足量的MnCO3(s)和5molO2,發(fā)生反應(yīng):2MnCO(s)+O2(g)2MnO2(s)+2CO2(g),CO2以平均速率0.1mol L-1·min-1經(jīng)過10min達到平衡狀態(tài)。該條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_______。
【答案】 ⑴ Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ ⑵ 2△H1+△H2 ·K2 ⑶ < ⑷① >
②a MPa<p(CO2)<2a MPa ③AB ⑸ 0.5mol.L-1
【解析】(1)根據(jù)電解原理,用惰性電極電解MnSO4溶液制得MnO2的陽極為:Mn2+失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO2,其陽極電極反應(yīng)式是Mn2++2H2O2e-=MnO2+4H+。
(2)由已知三個化學方程式可得:③=①×2+②,所以△H1=2△H1+△H2 、K3= K12K2 。
(3)反應(yīng)②在低溫條件下能自發(fā)進行,所以△H2T△S<0,根據(jù)化學方程式可看出△S<0,所以△H2<0。
(4)①根據(jù)上述MnCO3分解的化學方程式及△H>0可得:增大壓強壓縮體積,MnCO3分解率降低,升高溫度MnCO3分解率增大,所以圖中X代表壓強,L1和L2代表溫度,L1>L2;②保持溫度不變,將容器體積擴大至原來的2倍,若平衡不移動,則p(CO2)= a MPa,而實際情況是:降低壓強平衡右移,所以p(CO2)> MPa,又根據(jù)化學平衡移動原理(即勒夏特列原理)p(CO2)< 2a MPa,綜上所述,a MPa <p(CO2)< 2a MPa;③ 保持溫度不變,化學平衡常數(shù)不變,將容器體積壓縮至原來的一半,化學平衡逆向移動,n(CO2)減小, m(MnCO3)增大,因為只有一種氣體,所以c(CO2)不變。故選AB。
(5)由題意該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時c(CO2)=0.1mol L-1 min-1×10min=1 mol L-1,列三段式得:
所以K==(1 mol·L-1)2 ÷ 2 mol·L-1=0.5mol.L-1
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【題目】下列物質(zhì)中所含的雜質(zhì)(括號中是雜質(zhì)),使用NaOH溶液不能除去的是
A.MgO固體(Al2O3) B.Na2CO3固體(NaHCO3)
C.FeCl2溶液(CuCl2) D.Fe2O3固體(SiO2)
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【題目】一定溫度下,在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達到平衡。下列說法正確的是
A.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱
B.達到平衡時,容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大
C.達到平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍
D.達到平衡時,容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大
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【題目】烷烴CH3CH2CH(CH2CH2CH3)CH(CH3)CH3的命名正確的是
A. 4—甲基—3—丙基戊烷 B. 3—異丙基己烷
C. 2—甲基—3—丙基戊烷 D. 2—甲基—3—乙基己烷
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【題目】用5 mol/L 的HNO3溶液配制500 mL 1 mol/L的HNO3溶液時,不需用到的儀器是
A. 分液漏斗B. 膠頭滴管C. 燒杯D. 500 mL容量瓶
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【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A. 鈉與水反應(yīng): Na +2H2ONa++2OH– + H2↑
B. 向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水:Al3++3NH3﹒H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
C. 向氫氧化鋇溶液中加入稀硫酸: Ba2++OH– + H+ + BaSO4↓+H2O
D. 向碳酸氫銨溶液中加入足量石灰水: Ca2+++OH–CaCO3↓+H2O
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【題目】甲醇是重要的化工原料,又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列問題:
(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學鍵 | H—H | C—O | C O | H—O | C—H |
E/(kJ.mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
由此計算△H1= kJ·mol-1,已知△H2=-58kJ·mol-1,則△H3= kJ·mol-1。
(2)反應(yīng)①的化學平衡常數(shù)K的表達式為 ;圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為 (填曲線標記字母),其判斷理由是 。
(3)合成氣的組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時,體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而 (填“增大”或“減小”),其原因是 。圖2中的壓強由大到小為_____,其判斷理由是_____。
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