【題目】鉍酸鈉(NaBiO3)是分析化學中的重要試劑,在水中緩慢分解,遇沸水或酸則迅速分解。某興趣小組設計實驗制取鉍酸鈉并探究其應用;卮鹣铝袉栴}:
Ⅰ.制取鉍酸鈉
制取裝置如圖(加熱和夾持儀器已略去),部分物質性質如下:
物質 | NaBiO3 | Bi(OH)3 |
性質 | 不溶于冷水,淺黃色 | 難溶于水;白色 |
(1)B裝置用于除去HCl,盛放的試劑是___;
(2)C中盛放Bi(OH)3與NaOH混合物,與Cl2反應生成NaBiO3,反應的離子方程式為___;
(3)當觀察到___(填現象)時,可以初步判斷C中反應已經完成;
(4)拆除裝置前必須先除去燒瓶中殘留Cl2以免污染空氣。除去Cl2的操作是___;
(5)反應結束后,為從裝置C中獲得盡可能多的產品,需要的操作有___;
Ⅱ.鉍酸鈉的應用——檢驗Mn2+
(6)往待測液中加入鉍酸鈉晶體,加硫酸酸化,溶液變為紫紅色,證明待測液中存在Mn2+。
①產生紫紅色現象的離子方程式為___;
②某同學在較濃的MnSO4溶液中加入鉍酸鈉晶體,加硫酸酸化,結果沒有紫紅色出現,但觀察到黑色固體(MnO2)生成。產生此現象的離子反應方程式為___。
Ⅲ.產品純度的測定
(7)取上述NaBiO3產品wg,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反應,再用cmo1·L-1的H2C2O4標準溶液滴定生成的MnO4-(已知:H2C2O4+MnO4-——CO2+Mn2++H2O,未配平),當溶液紫紅色恰好褪去時,消耗vmL標準溶液。
該產品的純度為___(用含w、c、v的代數式表示)。
【題目】一定條件下,二氧化碳可合成低碳烯烴,緩解溫室效應、充分利用碳資源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
則ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反應④的反應溫度、投料比[=x]對CO2平衡轉化率的影響如圖所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N兩點反應的平衡常數KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M點乙烯體積分數為__;(保留2位有效數字)
③300℃,往6L反應容器中加入3molH2、1molCO2,反應10min達到平衡。求0到10min氫氣的平均反應速率為__;
(3)中科院蘭州化學物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氫合成低碳烯烴反應,所得產物含CH4、C3H6、C4H8等副產物,反應過程如圖。
催化劑中添加Na、K、Cu助劑后(助劑也起催化作用)可改變反應的選擇性,在其他條件相同時,添加不同助劑,經過相同時間后測得CO2轉化率和各產物的物質的量分數如下表。
助劑 | CO2轉化率 (%) | 各產物在所有產物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高單位時間內乙烯的產量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助劑效果最好;加入助劑能提高單位時間內乙烯產量的根本原因是__;
②下列說法正確的是__;
a.第ⅰ步所反應為:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反應的活化能低于第ⅱ步
c.催化劑助劑主要在低聚反應、異構化反應環節起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氫合成低碳烯烴的ΔH減小
e.添加不同助劑后,反應的平衡常數各不相同
(4)2018年,強堿性電催化還原CO2制乙烯研究取得突破進展,原理如圖所示。
①b極接的是太陽能電池的__極;
②已知PTFE浸泡了飽和KCl溶液,請寫出陰極的電極反應式__。
【題目】煙氣(主要污染物SO2、NOX)經O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收,可減少煙氣中的SO2、NOx 的含量。
(1) O3氧化煙氣中SO2、NOx 的主要反應的熱化學方程式為: NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-13NO(g)+O3(g)
3NO2(g) ΔH=-317.3kJ·mol-1。則2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1
(2)T℃時,利用測壓法在剛性反應器中,投入一定量的NO2發生反應3NO2(g)3NO(g)+O3(g),體系的總壓強 p隨時間 t的變化如下表所示:
反應時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
壓強/MPa | 20.00 | 21.38 | 22.30 | 23.00 | 23.58 | 24.00 | 24.00 |
①若降低反應溫度,則平衡后體系壓強 p______24.00 MPa(填“>”、“<”或“=”),原因是____________。
②15min 時,反應物的轉化率 α=______。
③T℃時反應3NO2(g) 3NO(g)+O3(g)的平衡常數Kp=____________(Kp 為以分壓表示的平衡常數,分壓等于總壓乘以該氣體的物質的量分數)
(3)T℃時,在體積為2L的密閉剛性容器中,投入2 mol NO2發生反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g),實驗測得:v正=k正 c2(NO2),v逆=k逆 c2(NO)·c(O2),k正、k逆為速率常數,受溫度影響。在溫度為T℃時NO2的轉化率隨時間變化的結果如圖所示(反應在5.5min時達到平衡):
①在體積不變的剛性容器中,投入固定量的NO2發生反應,要提高NO2轉化率,可采取的措施是______________、___________。
②由圖中數據,求出該反應的平衡常數為_________。
③計算A 點處v正/v逆=_________________________(保留1位小數)。
【題目】肼是一種高能燃料。已知各共價鍵鍵能(斷裂或形成1mol共價鍵時吸收或釋放的能量)如表:
N≡N | O=O | N-N | N-H | O-H | |
鍵能(KJmol﹣1) | 946 | 497 | 154 | 391 | 463 |
(1)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) H=________KJmol﹣1 。
(2)密閉容器中進行反應:3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g) H<0反應的化學平衡表達式為K=________。
(3)已知:600℃時,上述反應的平衡常數K=16,F有如圖甲(恒溫恒壓)和如圖乙(恒溫恒容)兩容器:
起始時按下表所示分別加入各物質,體積為2L,在600℃時反應經過一段時間后均達平衡。
Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 | |
甲/mol | 2.0 | 1.0 | 2.0 | 0.5 |
乙/mol | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0 |
①關于甲、乙容器,下列法正確的是________。
A.反應開始時兩容器內的逆反應速率:甲<乙
B.若甲容器內氣體的密度不再變化,則說明反應已達到平衡狀態
C.若乙容器內氣體的壓強不再變化,則說明反應已達到平衡狀態
D.平衡后添加Fe3O4,兩容器內的平衡均逆向移動
②投料后甲5min達平衡,則此段時間內的平均反應速率v(H2)=________。
③平衡后若將乙容器體系溫度突然降低100℃,圖象中能正確反映平衡移動過程中容器內變化情況的是________。
A. B.
C.
(4)如圖為恒容絕熱容器:
進行上述反應,起始與平衡時的各物質的量見表:
Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 | |
起始/mol | 3.0 | 3.0 | 0 | 0 |
平衡/mol | m | n | p | q |
Fe | H2O(g) | Fe3O4 | H2 | |
A/mol | 3.0 | 3.0 | 0 | 0 |
B/mol | 0 | 0 | 3.0 | 3.0 |
C/mol | m | n | p | q |
若在達到平衡后的容器丙中,分別按照下列A、B、C三種情況繼續添加各物質,則再次達平衡時,容器丙中H2的百分含量按由大到小的順序______(用A、B、C表示)。