A、B、C、D、E五种物质是由常见元素组成,A由两种元素组成,且A中两种元素的质量比为7∶8。A和B在高温条件下反应生成C和D,C为无色气体,在标准状况下的密度

A、B、C、D、E五种物质是由常见元素组成,A由两种元素组成,且A中两种元素的质量比为7∶8。A和B在高温条件下反应生成C和D,C为无色气体,在标准状况下的密度

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A、B、C、D、E五种物质是由常见元素组成,A由两种元素组成,且A中两种元素的质量比为7∶8。A和B在高温条件下反应生成C和D,C为无色气体,在标准状况下的密度约为2.86g∙L1。以A为原料生产E。

⑴写出A的化学式:            
⑵A和B的反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为      
⑶某人设想用右图所示装置利用电化学原理生产E,则N电极是    极;写出M电极的电极反应式:                      
⑷当图中的C与O2被活性炭吸附时,也能发生反应生成F,为研究此反应,将C和O2放入体积为2L的恒容密闭容器中,在500℃时发生反应,反应过程中的能量变化如下图所示,反应物物质的量和时间的变化如下表所示:

①该反应的ΔH      0反应从起始至2min内的平均反应速率v(C)=              
500℃时,此反应化学平衡常数K的值为                  
②第6min时,向容器中再充入0.002molO2,同时将反应体系的温度改变为T,反应至10min时重新达到平衡,此时测得c(C)=0.006mol∙L1,则温度T     (填“>”或“<”)500℃。
答案
⑴ FeS2      ⑵ 11∶4,   ⑶正极;SO2-2e+2H2O=SO42+4H
⑷①<;  0.018mol·L1·min1;    8000     ②>
解析
(1)在标准状况下的密度约为2.86g∙L1,则C的相对分子质量是2.86×22.4=64,所以C是SO2。所以根据A的组成可知,A是FeS2
(2)FeS2在反应中失去3-2+(4+1)×2=11个电子,而氧气只能得到4个电子,所以根据电子得失守恒可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比为11∶4。
(3)原电池中负极失去电子,正极得到电子,N极通入氧气,所以N是正极。SO2在M极通入,电极反应式为SO2-2e+2H2O=SO42+4H
(4)①根据图像可知,反应物的能量高于生成物的能量,所以是放热反应,△H小于0。2min内SO2的变化量是0.108mol-0.036mol=0.072mol,所以其反应速率是0.072mol÷2L÷2min=0.018mol·L1·min1。平衡时SO2和氧气的浓度分别是0.006mol/L、0.008mol/L,生成SO3是0.054mol/L-0.006mol/L=0.048mol/L,所以平衡常数为
②增大氧气浓度平衡向正反应方向移动,但最终平衡后SO2浓度不变,说明改变温度应该是升高温度,平衡向逆反应方向移动。
举一反三
(19分)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
(1)N2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是______________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);ΔH>0
①反应达到平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
t/s
0
500
1000
c(N2O5)/mol·L1
5.00
3.52
2.48
则500 s内N2O5的分解速率为________________。
③在T2温度下,反应1000 s时测得NO2的浓度为4.98 mol·L1,则T2________T1。(填>、<或=)
(3)如右图所示装置可用于制备N2O5,则N2O5在电解池的______区生成,其电极反应式为_______。
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下列表述正确的是(    )
A.水晶是无色透明的晶体,可用制作硅太阳能电池
B.配制0.1 mol/LNaCl溶液,若定容时俯视,则所得溶液浓度偏小(其它操作均正确)
C.向纯水中加入盐酸或氢氧化钠都能使水的电离平衡逆向移动,水的离子积不变
D.已知:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H="+74.9" kJ·mol-1,因此该反应一定不能自发进行

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CO2、SO2、NOx 是对环境影响较大的气体,控制和治理CO2、SO2、NOx 是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。
(1)下列措施中,有利于降低大气中的CO2、SO2、NOx 浓度的有         (填字母)
a.减少化石燃料的使用,开发新能源
b.使用无氟冰箱,减少氟里昂排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.将工业废气用碱液吸收后再排放
(2)为了降低汽车尾气对大气的污染,有关部门拟用甲醇替代作为公交车的燃料。写出用合成气(CO和H2)生产甲醇的化学方程式                           ,已知该反应合成1 mol液态甲醇吸收热量131.9 kJ, 2H2 (g) + CO(g) + 3/2O2g) =CO2 (g) +2H20 (g) △H =-594.1 kJ·mol-1,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式                                                      。
(3)有人设想以下图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则通入CO2的一极为        极;若A为SO2B为O2,C为H2SO4。则负极的电极反应式为                            ;
(4)①在研究氮的氧化物的转化时,某小组查阅到以下数据:17℃、1.01×105 Pa时,
2NO2(g)   N2O4(g)  △H <0的平衡常数 K=13.3,则该条件下密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,若 c (NO2) =" 0.0300" mol·L-1,
c (N2O4)=                (保留两位有效数字);
②改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中 c (NO2) =" 0.04" mol·L-1, c (N2O4) =" 0.007" mol·L-1,则改变的条件为                       
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请回答下列化学有关问题:
(1)现代工业将煤汽化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的用途。
①已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g);ΔH1 ,  2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH2
则反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);ΔH       。(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)
②CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);ΔH3。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体,控温,进行实验测得相关数据如下图1和图2。

a. 该反应的ΔH3    0(选填“<”、“>”或“=”,下同), K1    K2  
b. 将容器d中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有          
(2)煤汽化后的煤渣可提炼重金属。右图为某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化情况。据图分析:

该温度下,溶度积常数的关系为:Ksp[ Fe(OH)3]____Ksp[Mg(OH)2]
(填:>、=、<);如果在新生成的Mg(OH)2浊液中滴入足量的Fe3+,振荡后,白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀,原因是           
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低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
850
平衡常数
9.94
9
1
请回答下列问题:
(1)上述正反应方向是      反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=______ mol/(L·min)。
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化

时 间(min)
CO
H2O
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
C1
C2
C3
C3
4
C1
C2
C3
C3
5
0.116
0.216
0.084
 
6
0.096
0.266
0.104
 
(3) t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3 min~4 min之间反应处于_____状态;C1数值_____0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气       B.降低温度    C.使用催化剂      D.增加氢气浓度
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为:           
(5)若在850℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为X;平衡时CO转化率为Y,试推导Y随X变化的函数关系式为                   
(6) 工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。已知:
N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g)                   △H =" +67.7" kJ·mol1
N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g)     △H = -534.0 kJ·mol1
NO2(g) 1/2N2O4(g)                   △H = -26.35 kJ·mol1
试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:
________________________________________________________。
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