【題目】近年來將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
(1)迪肯發(fā)明的直接氧化法為:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為密閉容器中, 進(jìn)料濃度比 c(HCl) ∶c(O2)分別等于 1∶1、4∶1、7∶1 時(shí) HCl 平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度 變化的關(guān)系:
①據(jù)圖像可知反應(yīng)平衡常數(shù) K(300℃)______K(400℃),(填“>”或“<”)。判 斷理由是:________________________________________________;
②若進(jìn)料濃度比 c(HCl) ∶c(O2)等于 1∶1,400℃時(shí),O2 的轉(zhuǎn)化率是______。
(2)Deacon 直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行:CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) ΔH1=-20 kJ·mol-1,CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH2=-121 kJ·mol-1,4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
若是利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí),還需要利用__________反應(yīng)的ΔH。
(3)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上,科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì) 了一種新的工藝方案,主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程,如下圖所示:
陰極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有Fe3+ + e- = Fe2+和___________________(寫反應(yīng)方程式)。
電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子,可生成氯氣__________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
【答案】> 圖像表明,進(jìn)料濃度比相同時(shí)溫度升高HCl的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡逆向移動,生成物濃度降低,反應(yīng)物濃度升高,K值越小。 21% CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) 或CuCl(s)+Cl2(g) = CuCl2(s) 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 11.2
【解析】
(1)①根據(jù)圖知,進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)一定時(shí),升高溫度,HCl的轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡逆向移動,升高溫度平衡向吸熱方向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,化學(xué)平衡常數(shù)越小。
②溫度一定時(shí),進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)越大,HCl的轉(zhuǎn)化率越小,400℃進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1時(shí),HCl的轉(zhuǎn)化率為a曲線,HCl轉(zhuǎn)化率為84%,根據(jù)三段式:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
開始(mol/L) c0c000
反應(yīng)(mol/L) 0.84c00.21c00.42c00.42c0
平衡(mol/L) 0.16c00.79c00.42c00.42c0
計(jì)算氧氣的轉(zhuǎn)化率。
(2)①CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) ΔH1=-20 kJ·mol-1;
②CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH2=-121 kJ·mol-1;
③4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
若是利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí),由蓋斯定律,③-②-①得:需要利用CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)或CuCl(s)+Cl2(g) = CuCl2(s)的ΔH。
(3)由圖可知,H+向左側(cè)移動,則左側(cè)為電解池的陰極,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)圖示信息可知,其陰極電極反應(yīng)式為:Fe3++e-=Fe2+和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,右側(cè)為陽極,陽極電極反應(yīng)式為:2HCl-2e-=Cl2↑+2H+。
(1)①根據(jù)圖知,進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)一定時(shí),升高溫度,HCl的轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡逆向移動,升高溫度平衡向吸熱方向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,化學(xué)平衡常數(shù)越小,所以K(300℃)>K(400℃),故答案為:>;圖像表明,進(jìn)料濃度比相同時(shí)溫度升高HCl的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡逆向移動,生成物濃度降低,反應(yīng)物濃度升高,K值越小。
②溫度一定時(shí),進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)越大,HCl的轉(zhuǎn)化率越小,400℃進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=1:1時(shí),HCl的轉(zhuǎn)化率為a曲線,HCl轉(zhuǎn)化率為84%,根據(jù)三段式:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
開始(mol/L) c0c000
反應(yīng)(mol/L) 0.84c00.21c00.42c00.42c0
平衡(mol/L) 0.16c00.79c00.42c00.42c0
則氧氣的轉(zhuǎn)化率為:,故答案為:。
(2)①CuCl(s)+1/2O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) ΔH1=-20 kJ·mol-1;
②CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH2=-121 kJ·mol-1;
③4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
若是利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí),由蓋斯定律,③-②-①得:需要利用CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) 或CuCl(s)+Cl2(g) = CuCl2(s)的ΔH,故答案為:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) 或CuCl(s)+Cl2(g) = CuCl2(s)。
(3)由圖可知,H+向左側(cè)移動,則左側(cè)為電解池的陰極,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)圖示信息可知,其陰極電極反應(yīng)式為:Fe3++e-=Fe2+和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,右側(cè)為陽極,陽極電極反應(yīng)式為:2HCl-2e-=Cl2↑+2H+,電路中轉(zhuǎn)移1mol電子,生成0.5molCl2,其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為,故答案為:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中,水既不做氧化劑,又不做還原劑的是( 。
A. Cl2+H2O=HCl+HClO B. 2H2O2H2↑+O2↑
C. 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ D. 2F2+2H2O=4HF+O2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】環(huán)境保護(hù)是目前人類面臨的一項(xiàng)重大課題。為應(yīng)對燃料使用造成的環(huán)境污染,科學(xué)家提出了利用太陽能促進(jìn)燃料循環(huán)使用的構(gòu)想,其構(gòu)想可用下圖表示:
其中過程Ⅰ的主要反應(yīng)為①2CO22CO+O2,②2H2O2H2↑+O2↑,③2N2+6H2O4NH3+3O2,④2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,⑤CO2+2H2OCH4+2O2。
下列說法中不正確的是
A.過程Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)
B.太陽能最終主要轉(zhuǎn)化為熱能
C.經(jīng)過上述一個(gè)循環(huán)后放出O2
D.要實(shí)現(xiàn)上述循環(huán),當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問題是過程Ⅰ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】人造海綿的主要成分是聚氨酯,合成方法如下:
下列說法正確的是( )
A.M 屬于芳香烴B.N 與乙醇互為同系物
C.合成聚氨酯的反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng)D.聚氨酯在一定條件下可發(fā)生水解反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)25℃時(shí),0.1mol/L HCl溶液中由水電離出的H+的濃度為_______;
(2)若向氨水中加入少量硫酸銨固體,此時(shí)溶液中將_______;(填“增大”、“減小”或“不變”)
(3)25℃時(shí),向AgNO3溶液中加入BaCl2溶液和KBr溶液,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí), =____;[已知:25℃時(shí),Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10 ]
(4)用離子方程式表示NH4F不能用玻璃試劑瓶裝的原因________;
(5)25℃時(shí),有下列四種溶液:A. 0.1mol/L CH3COONH4溶液 B. 0.1mol/L CH3COOH溶液 C.0.1mol/L CH3COONa溶液 D.等體積0.4mol/L CH3COOH溶液和0.2mol/L NaOH溶液的混合液(混合液呈酸性)
① 已知A溶液呈中性,試推斷(NH4)2CO3溶液呈______性(填“酸”或“堿”或“中”);
② D溶液中除H2O外所有分子、離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>________;
③ 上述四種溶液中水的電離程度由小到大的順序?yàn)?/span>________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組研究 FeCl3 溶液與 Na2SO3 溶液之間的反應(yīng),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究
(1)配制 FeCl3 溶液時(shí),先將 FeCl3 溶于濃鹽酸,再稀釋至指定濃度。結(jié)合化學(xué)用語說 明濃鹽酸的作用:______。
(2)甲同學(xué)認(rèn)為,上述實(shí)驗(yàn)在開始混合時(shí)觀察到的現(xiàn)象不涉及氧化還原反應(yīng),實(shí)驗(yàn) I中紅褐色比 II 中略淺的原因是______。
(3)乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn) II 可能發(fā)生了氧化還原反應(yīng),為了探究反應(yīng)的產(chǎn)物做了實(shí)驗(yàn) III和生成物檢驗(yàn)。
① 取少量 Na2SO3 溶液電極附近的混合液,加入______,產(chǎn)生白色沉淀,證明產(chǎn)生了 SO42-。
② 該同學(xué)又設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究另一電極的產(chǎn)物,取少量FeCl3溶液電極附近的混合液,加入鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生____________________,證明產(chǎn)生了Fe2+。
(4)實(shí)驗(yàn) III 發(fā)生反應(yīng)的方程式是______。
(5)實(shí)驗(yàn)小組查閱資料:溶液中 Fe3+、 SO32-、OH-三種微粒會形成紅色配合物并存在如下轉(zhuǎn)化:
從反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩個(gè)角度解釋實(shí)驗(yàn) I、II 現(xiàn)象背后的原因可能是:______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】目前應(yīng)用最廣泛的氮氧化物脫除技術(shù)原理為:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H=﹣11.63 kJ/mol。其他條件不變時(shí),在2 L密閉容器中使用不同的催化劑X、Y、Z,產(chǎn)生n(N2)隨時(shí)間的變化如下圖所示。下列說法不正確的是
A.用催化劑X與Z,達(dá)到平衡時(shí),N2產(chǎn)率一樣
B.用催化劑Y前50 s平均反應(yīng)速率v(NH3)=0.03 mol/(Ls)
C.分離出體系中的H2O(g)有利于提升氮氧化物的脫除率
D.若體系各物質(zhì)狀態(tài)保持不變,則反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是部分短周期元素化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說法正確的是
A.原子半徑:Z>Y>X
B.Y和Z兩者最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物之間能相互反應(yīng)
C.WX3和水反應(yīng)形成的化合物是離子化合物
D.氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:W>R
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用如圖所示儀器(內(nèi)含物質(zhì))組裝成實(shí)驗(yàn)裝置,可驗(yàn)證木炭與濃H2SO4反應(yīng)生成CO2,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.上述裝置連接的正確順序是A→E→F→C→D→B
B.SO2和CO2都可與澄清石灰水反應(yīng),且原理相同
C.只需觀察到乙中澄清石灰水變渾濁這一個(gè)現(xiàn)象,即可驗(yàn)證生成CO2
D.將SO2通入酸性高錳酸鉀溶液,溶液褪色,體現(xiàn)SO2的漂白性
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