2,质量比为8:
1。
18.燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。
SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)光气(COCl2)是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g)
COCl2(g)制备。
左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线,右图为某次模拟实验研究过程中固定体积容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。
回答下列问题:
①0~6min内,反应的平均速率v(Cl2)=;
②下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是。
(填字母)
A.体系中Cl2的转化率不变
B.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
C.每消耗1molCO的同时生成1molCOCl2
D.混合气体密度不变
③随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是;(填“增大”、“减小”或“不变”)
④比较第8min反应温度T(8)与第15min反应温度T(15)的高低:
T(8)T(15)
(填“<”、“>”或“=”)。
⑤若保持温度不变,在第7min向体系中加入这三种物质各2mol,则平衡
移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”);
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
CO2+3H2
CH3OH+H2O
已知:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-akJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-bkJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-ckJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-dkJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:
____________________________;
(3)如图所示,利用电化学原理将SO2转化为重要化工原料C
若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:
________________________;
【答案】
(1)①0.15mol·L-1·min-1,②CD,③减小,④<,⑤向正反应方向
(2)CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2OΔH=-(
b+2c-a-d)kJ·mol-1
(3)SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-
【解析】
(1)①由图可知,6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L,浓度变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L,则v(Cl2)=0.9/6=0.15mol•L-1•min-1②C.若每消耗1molCO的同时应消耗1molCOCl2则可行;D.混合气体密度自始至终总是不变,所以混合气体密度不能作为判断平衡的标志;
③由图1可知,升温平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,所以温度高,平衡常数减小;
④根据图象,第8min反应处于平衡状态,在第10分钟时是改变温度使平衡向逆反应方向移动,因升温平衡向逆反应方向移动,可知正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,故T(8)<T(15);⑤8min时,平衡时c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L,则原平衡时n(Cl2):
n(CO):
n(COCl2)=3:
1:
9,现在第8min加入体系中的三种物质各1mol,则反应物的浓度增大程度大些,平衡正向移动
(2)应用盖斯定律解题,△H=-△H1-△H2+3△H3/2+2△H4=-(3c/2+2d-a-b)kJ•mol-1,所以CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-(3c/2+2d-a-b)kJ•mol-1,
(3)SO2在负极失去电子转化为SO42-,故其电极反应为:
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,
考点:
考查了化学平衡计算、化学平衡影响因素、化学平衡常数、反应速率计算的相关知识。
19.氯气在工农业生产中应用非常广泛。
请回答以下问题:
(1)下面是三位同学分别设计的实验室制取和收集氯气的装置,其中最好的是(填序号):
(2)某课外小组同学用如图所示装置通过电解食盐水并探究氯气相关性质,请回答:
①现有电极:
C和Fe供选择,请在虚框中补画导线、电源(
),串联变阻器以调节电流,同时标出电极材料;电解的离子反应方程式为。
②通电一段时间后,玻璃管A、B、C三处是浸有不同溶液的棉花,其中A、B两处的颜色变化分别为、;C处发生的离子反应方程式为。
③为防止氯气逸出造成污染,应采取的措施是。
(3)当在阴极收集到气体448mL(标准状况)后停止实验,将U形管溶液倒于量筒中测得体积为400mL,则摇匀后理论上计算得溶液pH=。
【答案】
(1)(2分)B
(2)①见右图:
(2分)2Cl-+2H2O====Cl2↑+H2↑+2OH-(3分)
②无色变蓝色(2分)、浅绿色变黄色(2分)
Cl2+SO32-+H2O==2Cl-+SO42-+2H+(2分)
③在D处放一团浸有NaOH溶液的棉花(或将尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中。
2分)
(3)(2分)13
【解析】
(1)氯气在水中的溶解度不大,A装置用加热氯水的方法制氯气得到的氯气较少;氯气有毒,应进行尾气处理,装置C缺少尾气处理装置;实验室制取和收集氯气的装置最好的是B;
(2)①通过电解食盐水制备氯气并探究氯气相关性质,氯气为阳极产物,产生氯气的电极应与电源的正极相连,装置图见答案;电解的离子反应方程式为2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-;②通电一段时间后,玻璃管A处氯气与碘化钾反应生成单质碘,碘遇淀粉变蓝色;B处氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,由浅绿色变黄色;C处氯气与亚硫酸钠溶液反应生成硫酸钠和盐酸,发生的离子反应方程式为Cl2+SO32-+H2O==2Cl-+SO42-+2H+;③为防止氯气逸出造成污染,应采取的措施是在D处放一团浸有NaOH溶液的棉花(或将尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中);(3)阴极收集到的气体为H20.448L,n(H2)=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol;由方程式:
2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-得:
n(OH-)=0.02mol×2=0.04mol;c(OH-)=0.04mol÷0.4L=0.1mol/L则pH=14-(-lg10-1)=13。
考点:
考查氯气的制备和性质,电解原理的应用。
20.(10分)为了探究原电池的电极名称不仅与电极材料有关还与电解质溶液有关,某学生做了如下的实验
编号
电极材料
电解质溶液
电子流向
①
Mg—Al
HNO3(浓)
Mg→Al
②
Mg—Al
HCl(aq)
Mg→Al
③
Mg—Al
NaOH(aq)
Al→Mg
④
Al—Cu
HNO3(浓)
Cu→Al
根据以上表格内容回答:
(1)(4分)实验1中Mg作___________(填正极或负极),发生__________(氧化反应或还原反应)
实验3中Mg作________,总反应:
__________(同上)
(2)(6分)实验2中Mg电极反应式为__________________。
Al电极上的电极反应式为______________________,总的电池反应是_______________________。
【答案】
(1)负极氧化反应正极还原反应
(2)Mg-2e-==Mg2+;2H++2e-==H2↑;Mg+2H+==Mg2++H2↑。
【解析】
(1)实验1中Mg可以与浓硝酸发生反应,而Al在浓硝酸中发生钝化,因此Mg作负极,失去电子,发生氧化反应,Al作正极。
在实验3中Mg不能与NaOH溶液发生反应,而Al可以与NaOH溶液发生反应,所以Al作负极,发生氧化