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碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题: (1)用CH4...

碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:

(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如

CH4(g) + 4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g)  ΔH1=-574 kJ·molˉ1

CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g)  ΔH2

若2mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则ΔH2              

(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁满分5 manfen5.com。其反应为:Fe2O3(s)+3CH4(g)满分5 manfen5.com2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)  ΔH>0

①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为                    

②若该反应在恒温恒容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是                 

A.CH4的转化率等于CO的产率

B.混合气体的密度不变

C.v(CO)与v(H2)的比值为1:2

D.固体的总质量不变

③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA        KB(填“>”、“<”或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有哪些                   

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A.H2的逆反应速率

B.CH4的的体积分数

C.混合气体的平均相对分子质量

D.CO的体积分数

(3)若往20mL 0.0lmol·L-l的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液,测得混合溶液的温度变化如图所示,下列有关说法正确的是               

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①该烧碱溶液的浓度为0.02mol·L-1

②该烧碱溶液的浓度为0.01mol·L-1

③HNO2的电离平衡常数:b>a

④从b点到c点,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(NO2-)>c(OH满分5 manfen5.com)>c(H+)

 

(1)-1160kJ∙mol-1;(2)①0.012mol/(L·min);②BD;③<;BC;(3)②③ 【解析】 试题分析:(1)CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·molˉ1 ①CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2 ②根据盖斯定律①+②得:CH4(g)+4NO2(g) ==2CO2(g) + 4H2O(g)+2N2(g) △H1+△H2。而2mol CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为1734kJ,所以△H1+△H2=-1734kJ•mol-1,则△H2=-1734kJ•mol-1+574kJ•mol-1=-1160kJ•mol-1; (2)①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g,则其物质的量是n(Fe2O3)=3.2g÷160g/mol =0.02mol,结合化学方程式,Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g) +6H2(g) ,可知:n(Fe2O3):n(CH4)=1:3,所以n(CH4)=3n(Fe2O3)=0.06mol,则该段时间内CH4的平均反应速率=0.06mol÷5L÷1min=0.012mol/(L•min);②a.在任何时刻CH4的转化率与CO的产率都相等,所以不能据此判断反应是否达到平衡状态,错误;B.反应前后气体的物质的量和质量都不同,所以混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态,正确;C.v(CO)与v(H2)的比值始终不变,所以其不能说明反应达到平衡状态,错误;D.固体的总质量不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确;③Fe2O3(s)+3CH4(g) 2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) △H>0,反应是气体体积增大的吸热反应,升温平衡正向移动,平衡常数增大,KA<KB;A.H2的逆反应速率随温度的升高而增大,错误;B.升温平衡正向移动,CH4的体积分数减小,正确;C.升温平衡正向移动,混合气体的平均相对分子质量减小,正确;D.升温平衡正向移动,CO的体积分数增大,错误;(3)①HNO2是弱酸,电离是吸热反应,酸碱中和反应是放热反应,当恰好完全中和时放出热量最多,所以c(NaOH)=(0.020L×0.01mol/L)÷0.020L=0.01mol/L;所以①错误,②正确;③电离吸热,温度越高,弱酸电离程度越大,则根据电离平衡常数的定义可知:电离平衡常数越大,所以HNO2的电离平衡常数:b点>a点,故③正确;④从b点到c点,溶液为NaOH和NaNO2的混合溶液,当c(NaOH)较大时,可能出现:c(Na+)>c(OH-)>c(NO2-)>c(H+),故错误。 考点:考查盖斯定律的应用、化学反应速率和平衡的有关计算、离子浓度大小比较的知识。  
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.下图所示的实验,能达到实验目的的是          

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Ⅱ在氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)中含有FeCl2杂质,为制得纯净的氯化铜晶体,首先将其溶于水后加少量盐酸配制成水溶液,然后按下图所示的操作步骤进行提纯。

已知:在pH=4~5时,Cu2+、Fe2+不水解,而Fe3+几乎完全水解而沉淀。

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回答下列问题:

(1)下列物质都可以作为氧化剂,其中适合本实验的X是           (填字母)。

A.H2O2      B.KMnO4      C.氯水     D.K2Cr2O7

(2)写出加入氧化剂X后,发生反应的离子方程式(写一个即可)                  

(3)加入Y调节溶液的pH至4~5。物质Y可能是           (填字母)。

A.氨水      B.Cu      C.Cu(OH)2     D. CuO

(4)欲将CuCl2·2H2O加热制得无水CuCl2,可在HCl气氛下蒸发,否则得不到纯净CuCl2固体。试用简要的文字和相应化学方程式解释这样操作的原因:                         

 

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醋酸在日常生活和生产中的应用很广泛。

(1) pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈        (填“酸性”、“中性”或“碱性”),溶液中c(Na)          c(CH3COO)(填“>”、“=”或“<”)。

(2) 25时,向0.l mol·L-1的醋酸中加入少量醋酸钠固体,当固体溶解后,测得溶液pH增大,主要原因是                        

(3)室温下,如果将0.lmol CH3COONa固体和0.05mol HCl全部溶于水形成混合溶液中:             两种粒子的物质的量之和等于0.lmol。

(4)用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸,选用酚酞为指示剂,下列能造成测定结果偏高的是        

A未用标准液润洗碱式滴定管

B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度

C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗

D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有气泡

(5)为了研究沉淀溶解平衡和沉淀转化,某同学查阅资料并设计如下实验。资料:AgSCN是白色沉淀,相同温度下,溶解度:AgSCN > AgI。

操作步骤

现象

步骤1:向2 mL 0.005 mol·L-1 AgNO3溶液中加入2 mL 0.005 mol·L-1 KSCN溶液,静置。

出现白色沉淀。

步骤2:取1 mL上层清液于试管中,滴加1滴2 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液。

溶液变红色。

步骤3:向步骤2的溶液中,继续加入5滴3 mol·L-1 AgNO3溶液。

      ,溶液红色变浅。

步骤4:向步骤1余下的浊液中加入5滴3 mol·L-1 KI溶液。

出现黄色沉淀。

写出步骤2中溶液变红色的离子方程式                         

步骤3中现象a是                     

用化学平衡原理解释步骤4的实验现象                         

 

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SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。

(1)利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料,装置如图所示:

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①若A为CO,B为H2,C为CH3OH,则通入CO的一极为          ,该极的电极反应式为       

②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为                       

③若A为NH3,B为O2,C为HNO3,则正极的电极反应式为           

④若用上述①作电池电解200 mL含有0.1 mol·L-1 NaCl和0.1 mol·L-1 CuSO4的混合溶液(电极均为惰性电极),当消耗标况下0.448L H2时,阳极产生的气体为           (填化学式),其物质的量为          溶液的pH=            (忽略铜离子水解,假设电解前后溶液体积不变)。

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(2)根据2CrO42-+2H满分5 manfen5.comCr2O7+H2O设计图示装置(均为惰性电极)电满分5 manfen5.com解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极连接电源的           极,其电极反应式为                     

 

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已知:Ksp(CuCl,白色)=1.2×10-6,Ksp(CuOH,橙黄色)=1.2×10-14。如图,用铜电极电解饱和食盐水时,阳极发生的电极反应为Cu-e+Cl= CuCl。下列说法不正确的是(     )

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A.Y极发生的电极反应2H2O+2e- = 2OH-+H2

B.实验开始时,X极附近出现白色浑浊

C.一段时间后,U形管底部形成橙黄色沉淀

D.电解时,Cl移向Y极

 

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已知可逆反应X(g)+2Y(g)满分5 manfen5.comZ(g)  ΔH <0一定温度下在体积为2 L的密闭容器中加入4 mol Y和一定量的X后,X的浓度随时间的变化情况如图所示则下列说法正确的是(     )

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A.若向该容器中加入1molX、2molY,达平衡时,X的平衡浓度小于0.125mol/L

B.a点正反应速率大于逆反应速率

C.反应达平衡时,降低温度可以实现c到d的转化

D.该条件下,反应达平衡时,平衡常数K=3

 

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