Ⅰ.沿海地區(qū)有著豐富的海水資源,海水中主要含有Na、K、Ca2、Mg2、Cl、SO42、Br、CO32、HCO3等離子。合理利用資源和保護(hù)環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的重要保證。
(1)海水經(jīng)過處理后可以得到無水氯化鎂,無水氯化鎂是工業(yè)制取鎂的原料。試寫出電解熔融氯化鎂制取金屬鎂的化學(xué)反應(yīng)方程式                                。
(2)某化工廠生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生含有Cu2和Pb2的污水。排放前擬用沉淀法除去這兩種離子,根據(jù)下列數(shù)據(jù),你認(rèn)為投入          (選填“Na2S”或“NaOH”)效果更好。

難溶電解質(zhì)
Cu(OH)2
CuS
Pb(OH)2
PbS
Ksp
4.8×10-20
6.3×10-36
1.2×10-15
1.0×10-28
 
(3)火力發(fā)電在我國的能源利用中占較大比重,但是排放出的SO2會(huì)造成一系列環(huán)境和生態(tài)問題。利用海水脫硫是一種有效的方法,其工藝流程如下圖所示:

①天然海水的pH≈8,試用離子方程式解釋天然海水呈弱堿性的原因         (任寫一個(gè))。
②某研究小組為探究提高含硫煙氣中SO2吸收效率的措施,進(jìn)行了天然海水吸收含硫煙氣的模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。

請你根據(jù)圖示實(shí)驗(yàn)結(jié)果,就如何提高一定濃度含硫煙氣中SO2的吸收效率,提出一條合理化建議:   。
③天然海水吸收了含硫煙氣后會(huì)溶有H2SO3、HSO3等分子或離子,使用氧氣將其氧化的化學(xué)原理是                  (任寫一個(gè)化學(xué)方程式或離子方程式)。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水與之混合后才能排放,該操作的主要目的是                        。
Ⅱ.能源是人類生存和發(fā)展的重要支柱。研究化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化在能源緊缺的今天具有重要的理論意義。已知下列熱化學(xué)方程式
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)    H=-570kJ/mol;
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)   H=-242kJ/mol;
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)    H=—110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)       H=—393.5kJ/moL;
⑤CO2(g)+2H2O(g)=2CH4(g)+2 O2(g) H=+890kJ/moL
回答下列問題
(1)上述反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是               。
(2)H2的燃燒熱為△H=               。
(3)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然難直接測定,但可通過間接的方法求得。已知C(s) + H2O(g)=H2(g)+ CO(g)    H=akJ/moL;則a=        ;該反應(yīng)的熵S        0(選填“>”、“=”、“<”);已知自由能G=H—TS,當(dāng)G<0時(shí)可自發(fā)進(jìn)行。則該反應(yīng)在什么條件下可自發(fā)進(jìn)行__________________。
(4)CO分析儀以燃料電池為工作原理,其裝置如圖所示,該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉,其中O2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)。下列說法錯(cuò)誤的是     。

A.負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO+O2—―2e-=CO2
B.工作時(shí)電極b作正極,O2—由電極a流向電極b
C.工作時(shí)電子由電極a通過傳感器流向電極b
D.傳感器中通過的電流越大,尾氣中CO的含量越高

(共15分)Ⅰ、(1)  MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑1分 (2)   Na2S      1分
(3)①CO32+H2OHCO3+OH或 HCO3+H2O H2CO3+OH      1分
②降低含硫煙氣的溫度(或減小含硫煙氣的流速)。       1分
③2H2SO3+O2=4H+2SO42(或2H2SO4)或2HSO3+O2=2H+2SO42;2分
中和、稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸(H+),減少污染。1分
Ⅱ、(1) ⑤    1分  (2)-285kJ/mol   1分
(3)+131.5   2分 >  1分 高溫   1分 (4)B    2分

解析試題分析:I、(1)鎂是活潑的金屬,冶煉時(shí)需要通過電解熔融的氯化鎂進(jìn)行,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,氯化銅與硫化汞的溶度積常數(shù)分別遠(yuǎn)小于氫氧化銅與氫氧化汞的溶度積常數(shù),所以沉淀劑最好選擇硫化鈉。
(3)①由于海水中含有CO32、HCO3等離子,二者均水解使海水顯堿性,反應(yīng)的離子方程式為CO32+H2OHCO3+OH或 HCO3+H2O H2CO3+OH。
②根據(jù)圖像可知,溫度越高,SO2的吸收率越小。在溫度相同時(shí),煙氣速率越小,SO2的吸收率越大,所以合理建議應(yīng)該是降低含硫煙氣的溫度(或減小含硫煙氣的流速)。
③由于H2SO3、HSO3等分子或離子均具有還原性,易被氧化為SO42,反應(yīng)的離子方程式為2H2SO3+O2=4H+2SO42(或2H2SO4)或2HSO3+O2=2H+2SO42;由于反應(yīng)后溶液的酸性增強(qiáng),所以氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水與之混合后才能排放,該操作的主要目的是中和、稀釋經(jīng)氧氣氧化后海水中生成的酸(H+),減少污染。
Ⅱ、(1)在熱化學(xué)方程式中△H<0表示反應(yīng)是放熱反應(yīng),△H>0表示反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以上述反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的是⑤,其余均是放熱反應(yīng)。
(2)燃燒熱是在一定條件下,1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量,所以H2的燃燒熱為△H=-570kJ/mol÷2=-285kJ/mol。
(3)已知②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)   △H=-242kJ/mol;③C(s)+1/2O2(g)=CO(g)   △H=—110.5kJ/moL,則根據(jù)蓋斯定律可知③-②即得到C(s) + H2O(g)=H2(g)+ CO(g),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=—110.5kJ/moL+242kJ/mol=+131.5 kJ/mol,即a=+131.5。根據(jù)方程式可知,該反應(yīng)是體積增大的,所以該反應(yīng)的熵△S>0;根據(jù)△G=△H—T·△S可知,當(dāng)△G<0時(shí)可自發(fā)進(jìn)行。由于該反應(yīng)的△S>0、△H>0,則該反應(yīng)應(yīng)該在高溫條件下可自發(fā)進(jìn)行。
(4)原電池中負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。所以在該燃料電池中CO再負(fù)極通入,空氣在正極通入。A、CO在負(fù)極通入,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO+O2—―2e-=CO2,A正確;B、工作時(shí)電極b作正極,由于原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng),所以O(shè)2—由電極b流向電極a,B不正確;C、原電池中電子從負(fù)極流向正極,所以工作時(shí)電子由電極a通過傳感器流向電極b,C正確;D、傳感器中通過的電流越大,消耗的CO越多,所以尾氣中CO的含量越高,D正確,答案選B。
考點(diǎn):考查金屬冶煉、溶度積常數(shù)應(yīng)用、鹽類水解、反應(yīng)熱、反應(yīng)自發(fā)性以及燃料電池的有關(guān)判斷

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機(jī),甲醇作為一種較好的可再生能源,具有廣泛的應(yīng)用前景。
(1)已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
①CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41 kJ·mol-1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式:_______________________。
(2)在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②在其他條件不變的情況下,再增加a mol CO與2a mol H2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),平衡常數(shù)________。
(3)已知在T ℃時(shí),CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K=0.32,在該溫度下,已知c(CO)=1 mol·L-1,c(H2O)=1 mol·L-1,某時(shí)刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%,則該反應(yīng)________(填“已經(jīng)”或“沒有”)達(dá)到平衡,原因是___________________________________________。此時(shí)刻v________v(填“>”或“<”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

甲醇是一種重要的化工原料。甲醇與水蒸氣催化重整可獲得清潔能源,具有廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn),在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CH3OH和1molH2O,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下表所示。 

時(shí)間
物質(zhì)
0 min
10 min
30 min
60 min
70 min
CO2(mol/L)
0
0.2
0.6
0.8
0.8
CH3OH(mol/L)
1.0
0.8
0.4
0.2
0.2
 
①已知:CH3OH (g)+ O2 (g) CO2(g) + 2H2 (g) ?H1= —192.9kJ/mol 
H2(g)+O2 (g) H2 O(g) ?H2= —120.9kJ/mol 
則甲醇與水蒸氣催化重整反應(yīng)的焓變△H3=_____                    。 
②10~30 min內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=___________mol/(L·min)。 
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=__________________。 
④下列措施中能使平衡時(shí)n(CH3OH)/n(CO2)減小的是(雙選)___________。 
A.加入催化劑               B.恒容充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大 
C.將H2(g)從體系中分離     D.再充入1molH2
(2)甲醇在催化劑條件下可以直接氧化成甲酸。 
①在常溫下,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液過程中,當(dāng)混合液的pH=7時(shí),所消耗的V(NaOH)___(填“<”或“>”或“=”) 20. 00 mL。 
②在上述滴定操作中,若將甲酸換成鹽酸,請?jiān)趫D中的相應(yīng)位置畫出相應(yīng)的滴定曲線。(1滴溶液約0.04mL) 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項(xiàng)全球性重大課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題,并緩解能源危機(jī),有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想,如圖所示:

過程Ⅰ可用如下反應(yīng)表示:
①2CO22CO+O2、2H2O===2H2+O2 ③2N2+6H2O4NH3+3O2、2CO2+4H2O2CH3OH+3O2 ⑤2CO+4H2O________+3O2
請回答下列問題:
(1)過程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為________能轉(zhuǎn)化為________能。
(2)請完成第⑤個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。
(3)上述轉(zhuǎn)化過程中,ΔH1和ΔH2的關(guān)系是________。
(4)斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量見下表:

共價(jià)鍵
H—N
H—O
N≡N
O===O
斷裂1 mol化學(xué)鍵所需能量/(kJ·mol1)
393
460
941
499
 
常溫下,N2與H2O反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH="-92.4" kJ/mol,該反應(yīng)的能量變化如圖所示。

①在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E2的變化是      (填“增大”、“減小”或“不變”)。
②將0.3 mol N2和0.5 mol H2充入體積不變的密閉容器中,在一定條件下達(dá)到平衡,測得容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/4c/2/0fchm2.png" style="vertical-align:middle;" />,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為   ;欲提高該容器中H2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是          (填選項(xiàng)字母)。

A.向容器中按原比例再充入原料氣
B.向容器中再充入一定量H2
C.改變反應(yīng)的催化劑
D.液化生成物分離出氨
(2)根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3和TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng):
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)
ΔH="+1" 530 kJ/mol
又知:H2O(l)H2O(g)       ΔH="+44.0" kJ/mol
則2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=     kJ/mol,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K        ,控制其他條件不變,增大壓強(qiáng),K值    (填“增大”、“減小”或“不變”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識在工業(yè)生產(chǎn)中有重要意義。
(1) 工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步反應(yīng)生成尿素,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為___________          _____。
(2)工業(yè)生產(chǎn)中用CO可以合成甲醇CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),ΔH=-90.1 kJ·mol-1   在一定壓強(qiáng)下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_         ____(mol·L-1)-2;
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)工業(yè)生產(chǎn)中用SO2為原料制取硫酸
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式___                ____________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時(shí)陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式____          ______。

(4)工業(yè)生產(chǎn)中用氨水吸收SO2
若將等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式       ,所得溶液呈       性。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

銅單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和科研中有重要作用。
(1)已知:2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H=-292kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
請寫出用足量炭粉還原CuO(s)制備Cu2O(s)的熱化學(xué)方程式:                                                                  
(2)現(xiàn)用氯化銅晶體(CuCl2·2H2O,含氯化亞鐵雜質(zhì))制取純凈的CuCl2·2H2O。先將其制成水溶液,后按如圖步驟進(jìn)行提純:

已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH見下表

金屬離子
Fe3+
Fe2+
Cu2+
氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH
1.9
7.0
4.7
氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH
3.2
9.0
6.7
 
請回答下列問題:
①現(xiàn)有氧化劑NaClO、H2O2、KMnO4,X加哪種好,為什么?                         ;
該反應(yīng)的離子方程式為                        。
②溶液II中除Cu2+外,還有     金屬離子,如何檢驗(yàn)其存在             。
③物質(zhì)Y不能為下列的           
a.CuO  b.Cu(OH)2  c.CuCO3  d.Cu2(OH)2CO3    e.CaO   f.NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸鈣,產(chǎn)生的現(xiàn)象是              。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氨有著廣泛的用途,可用于化肥、硝酸、合成纖維等工業(yè)生產(chǎn)。
(1)根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)可生成氨氣:

該反應(yīng)在固定體積的密閉容器中進(jìn)行,有關(guān)說法正確的是_____________(填序號字母)。

A.反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí),
B.反應(yīng)達(dá)到平衡后,
C.體系的總壓強(qiáng)不變,說明反應(yīng)已達(dá)平衡
D.混合氣體的密度保持不變,說明反應(yīng)已達(dá)平衡
(2)液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被研究人員重視。它在安全性、價(jià)格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢。氨在燃燒試驗(yàn)機(jī)中相關(guān)的反應(yīng)有:
   ①
 ②
   ③
請寫出上述三個(gè)反應(yīng)中、、三者之間關(guān)系的表達(dá)式,=_________。
(3)工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)是: 
①升高溫度,反應(yīng)的K值減小,則Q______(填“>”、“<”或“=”)0。
②若反應(yīng)起始的物質(zhì)的量相同,下列關(guān)系圖錯(cuò)誤的是________(填序號)。

③在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)部分物質(zhì)的濃度如下表:
時(shí)間/濃度








起始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
a
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
反應(yīng)在第2 min到第4 min時(shí),O2的平均反應(yīng)速率為________。
反應(yīng)在第2 min時(shí)改變了條件,改變的條件可能是______________________________。
該條件下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致:
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH,已知該反應(yīng)在 T ℃時(shí),平衡常數(shù)K=9.0。
請回答:
(1)已知:N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH1     2NO2(g) O2+2NO(g) ΔH2  ΔH=             (用含ΔH1、ΔH2的表達(dá)式表示);
(2)某溫度下,向2 L的密閉容器中充入N2和O2各1 mol,5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5 mol,則NO的反應(yīng)速率                ;
(3)假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行,下列能判斷該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是________;

A.消耗1 mol N2同時(shí)生成1 mol O2
B.混合氣體密度不變
C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變
D.2v(N2)=v(NO)
(4)下圖是反應(yīng)N2(g)+O2(g) 2NO(g)的“K-T”、“c(NO)-t”圖,由圖A可以推知該反應(yīng)為        反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。由圖B可知,與a對應(yīng)的條件相比,b改變的條件可以是        ;

(5)T ℃時(shí),某時(shí)刻測得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為0.20 mol·L-1、0.20mol·L-1和0.50mol·L-1,此時(shí)反應(yīng)N2(g)+O2(g) 2NO(g)________________(填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”、“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”或“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”),平衡時(shí),N2在混合氣體的體積百分?jǐn)?shù)為多少?(在答題卡上寫出具體計(jì)算過程,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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