【題目】21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)。下面是利用鈦白粉(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦(Ti)的一種工藝流程:
已知:
① Mg(s)+Cl2 (g)=MgCl2 (s) △H=-641 kJ·mol-1
② Cl2(g)+1/2Ti (s)=1/2TiCl4 (l) △H=-385 kJ·mol-1
(1)反應(yīng)Ⅰ在800~900℃下進(jìn)行,還生成一種可燃性無色氣體,
該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為 。
(3)反應(yīng)Ⅱ中充入氣體Ar的原因是 。
(4)在800℃~1000℃時電解TiO2也可制得海綿鈦,裝置如右上圖所示。
圖中b是電源的 極,陰極的電極反應(yīng)式為 。
【答案】(1)2Cl2+2C+TiO2 = TiCl4+2CO
(2)2Mg(s)+TiCl4 (l)=Ti (s) + 2MgCl2 (s) △H=-512 kJ·mol-1
(3)作保護(hù)氣,防止金屬被氧化 (4)正, TiO2 + 4e- = Ti + 2O2-
【解析】
試題分析:(1)反應(yīng)Ⅰ是氯氣和鈦白粉、焦炭反應(yīng)生成鈦和一種可燃性無色氣體,依據(jù)原子守恒可知?dú)怏w為一氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Cl2+2C+TiO2 = TiCl4+2CO;
(2)① Mg(s)+Cl2 (g)=MgCl2 (s) △H=-641 kJ·mol-1
② Cl2(g)+1/2Ti (s)=1/2TiCl4 (l) △H=-385 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律①×2-②×2,得2Mg(s)+TiCl4 (l)=Ti (s) + 2MgCl2 (s) △H=-512 kJ·mol-1;
(3)反應(yīng)Ⅱ充入氬氣作保護(hù)氣,防止金屬被氧化;
(4)電解池的陽極是氧離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),導(dǎo)致氧氣等氣體的出現(xiàn),所以電極反應(yīng)式為: 2O2-=O2↑+4e-,則b是電源的正極,電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng),是二氧化鈦電極本身得電子的過程,即TiO2 + 4e- = Ti + 2O2-。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為治理環(huán)境,減少霧霾,應(yīng)采取措施減少二氧化硫、氮氧化物(NOx)等的排放量。
Ⅰ.處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-586.7kJ/mol
(1)若用4.48LCH4還原NO生成N2,則放出的熱量為______kJ。(氣體體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
Ⅱ.(2)NOx可用強(qiáng)堿溶液吸收產(chǎn)生硝酸鹽。在酸性條件下,F(xiàn)eSO4溶液能將NO3-還原為NO,NO能與多余的FeSO4溶液作用生成棕色物質(zhì),這是檢驗NO3-的特征反應(yīng)。寫出該過程中產(chǎn)生NO的離子方程式: 。
(3)用電化學(xué)處理含NO3-的廢水,電解的原理如圖1所示。則電解時陰極的電極反應(yīng)式為 ;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移20 mol電子時,交換膜左側(cè)溶液質(zhì)量減少________g。
圖1 圖2 圖3
Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反應(yīng)為:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同溫度下,向裝有足量I2O5固體的2L恒容密閉容器中通入4 molCO,測得CO2的體積分?jǐn)?shù)(φ)隨時間(t)變化曲線如圖2所示。
(4)T1時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值為 。
(5)下列說法不正確的是_______(填字母)。
A.容器內(nèi)氣體密度不變,表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.兩種溫度下,c點時體系中混合氣體的壓強(qiáng)相等
C.d點時,在原容器中充入一定量氦氣,CO的轉(zhuǎn)化率不變
D.b點和d點時化學(xué)平衡常數(shù)的大小關(guān)系:Kb<Kd
Ⅳ.以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4通過反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g) △H<0直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖3所示。
(6)①250~300℃時,乙酸的生成速率減小的主要原因是 。
②工業(yè)生產(chǎn)中該反應(yīng)的溫度常選擇250℃、不選擇400℃,從綜合經(jīng)濟(jì)效益考慮,其原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究CO2的利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。
②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖1所示,則該反應(yīng)的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖2所示,曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。判斷的理由 。
(3)以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì)。
①工業(yè)上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為 。開始以氨碳比=3進(jìn)行反應(yīng),達(dá)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
②將足量CO2通入飽和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常溫下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一級電離常數(shù)Kb=4.3×10-7,則NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“堿性”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)已知熱化學(xué)方程式:Zn(s)+1/2O2(g) =ZnO(s) △H1;Hg(l)+1/2O2(g) =HgO(s) △H2;
則Zn(s)+HgO(s)=Hg(l)+ZnO(s) △H值為 。(用△H1和△H2的代數(shù)式表示)
(2)用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)A,可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用。反應(yīng)A:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。若反應(yīng)中4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的熱量,且部分化學(xué)鍵斷裂示意圖如下:
①反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是 。
②斷開1 mol H—O鍵,需要吸收的能量為 kJ,H2O中H—O 鍵與HCl中H—Cl鍵相比, 的鍵能較大。(填“H—O”或“H—Cl”)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖,圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。
完成下列填空:
(1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式。
(2)離子交換膜的作用為: 、
。
(3)精制飽和食鹽水從圖中 位置補(bǔ)充,氫氧化鈉溶液從圖中 位置流出。(選填“a”、“b”、“c”或“d”)
(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2,還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,分別對反應(yīng)C(S)+CO2(g)2CO(g)(△H>0)進(jìn)行如下操作:①升高反應(yīng)體系的溫度;②增加反應(yīng)物C的用量;③縮小反應(yīng)體系的體積;④減少體系中CO的量。上述措施中一定能使反應(yīng)的正反應(yīng)速率顯著變大的是( )
A.①②③④ B.①③④ C.①② D.①③
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知3.6g碳在6.4g氧氣中燃燒,至反應(yīng)物耗盡,并放出X kJ熱量。已知1mol單質(zhì)碳完全燃燒放出熱量為Y kJ,則1molC與O2反應(yīng)生成CO的熱量變化為
A.放出Y kJ B.放出(5X-5Y) kJ
C.放出(10X-Y) kJ D.吸收(10X-Y) kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上常利用鋁粉和氧化鐵反應(yīng)來焊接鐵軌。下列說法正確的是
A.氧化鋁、氧化鐵均為兩性氧化物
B.氧化鋁中的微粒半徑:r(Al3+)>r(O2-)
C.在該反應(yīng)中,鋁的還原性強(qiáng)于鐵的還原性
D.1mol氧化鐵參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為4×6.02×1023
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鋰—磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu4O(PO4)2,可通過下列反應(yīng)制備:2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O
(1)與NH3互為等電子體的分子、離子有________、________(各舉一例)。
(2)在硫酸銅溶液中加入過量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,則1 mol CN-中含有的π鍵的數(shù)目為________;若此離子與[Cu(H2O)4]2+結(jié)構(gòu)相似,則此離子的空間構(gòu)型為 。
(3)Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物,其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。則該化合物的化學(xué)式為________。
(4) 甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子內(nèi)的O-C-H鍵角________(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子內(nèi)的O-C-H鍵角;甲醇易溶于水的原因是 。
(5) 金屬酞菁配合物在硅太陽能電池中有重要作用,一種金屬鎂酞菁配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示,其中N原子的雜化方式為 ,在如圖的方框內(nèi)請在圖中用箭頭表示出配位鍵。
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