内容正文:
长江卫生中等职业技术学校2024—2025学年度高二11月考试
化学试题
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 C-12 Zn-65 Cu-64
第I卷(选择题 共45分)
1.对化学概念的正确理解可以让我们对化学的认识更加深刻。下列说法正确的是
A.活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
B.催化剂能降低反应的活化能,使活化分子百分数升高
C.化学反应速率增大,反应物平衡转化率也一定增大
D.已知: ,所以该反应在低温条件可自发进行
2.关于盐酸与溶液反应的反应热测定实验,下列说法不正确的是
A.为了保证完全被中和,采用稍过量的溶液
B.所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
C.需要测定并记录的实验数据有盐酸的浓度、氢氧化钠溶液的浓度反应后混合溶液的最高温度
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
3.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性[]与温度关系如图所示。下列说法正确的是
A.250℃,1mol NH3完全被催化氧化转移n(e-)3mol
B.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度约250℃
C.高效除去尾气中的NH3,需研发高温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
D.其他条件不变,在175~300℃范围,随着温度的升高,出口处N2、NO2的量均不断增大
4.在金催化剂表面反应的历程如图所示。
下列叙述错误的是
A.总反应分两步进行 B.总反应的
C.是中间产物 D.
5.有关能源的分类、利用和开发,下列说法不正确的是
A.煤、石油和天然气属于不可再生能源
B.太阳能、氢能和生物质能属于新能源
C.乙醇属于可再生能源,可作汽车燃料
D.我国能源消费结构以石油为主,以煤、天然气为辅
6.下列实验设计正确且能达到目的的是
直接加水至凹液面与刻度线相切
打开止水夹,用手捂热烧瓶后松开手
A.配制NaCl溶液
B.喷泉实验
先点燃酒精灯,然后切取一块绿豆大的钠
迅速投入烧杯中
将50mL0.5mol·L-1NaOH溶液注入
50mL0.5mol·L-1盐酸中
C.钠在空气中燃烧
D.中和反应反应热测定
A.A B.B C.C D.D
7.催化剂X和Y均能催化反应。反应历程如图所示,“·”表示反应物或生成物吸附在催化剂表面。其他条件相同时,下列说法不正确的是
A.两个反应的反应历程都为3步
B.平衡时N的产率:反应Ⅱ>反应Ⅰ
C.反应达到平衡后,降低温度,N的浓度增大
D.反应过程中,N·Y能达到的最大浓度大于N·X
8.化学反应H2+Cl2=2HCl的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的
B.H2的燃烧热为ΔH=-183kJ/mol
C.1mol H2(g)变成2mol气态氢原子是吸热过程
D.2mol H(g)与2mol Cl (g)形成2mol HCl(g)时释放862kJ能量
9.某反应的速率方程为。其中,k为速率常数。已知其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为0.8/k。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示,下列说法不正确的是
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
1.6
3.2
3.2
4.8
A.上述表格中的、
B.该反应的速率常数
C.升温可使k增大,反应瞬时速率加快
D.在过量的B存在时,当剩余6.25%的A时,所需的时间是375min
10.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭真空容器中(固体试样体积忽略不计),在恒温下使其达到分解平衡:。能判断该反应已经达到化学平衡状态的是
A.气体的总物质的量不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
C.ν(NH3)=2ν(CO2)
D.二氧化碳气体的体积分数不再发生改变
11.常温时,将10mL a mol/L Na3AsO3、10mL a mol/L I2和10mL NaOH溶液混合,发生反应: (aq)+I2(aq)+2OH-(aq) (aq)+2I-(aq)+H2O(l),溶液中 c(I-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.溶液中OH-的浓度不再变化
B.v正(I-)=2v逆()
C.c()=0.25b mol·L-1
D.不再变化
12.在2L恒容密闭容器中,充入2.0molNO和2.0molSO2,在一定条件下发生反应2NO(g)+2SO2(g) N2(g)+2SO3(g),测得平衡体系中NO、SO3的物质的量分数(x%)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是
A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T1时,当2v正(SO2)=v逆(N2)时反应达到平衡状态
C.T2时,若反应经t s达到平衡,则v(N2)=mol•L-1•s-1
D.b点时,往容器中再充入NO、SO2各1.0mol,再次平衡时平衡常数减小
13.用如图所示装置进行测定中和热实验中,用50mL0.5mol·L盐酸和50mL0.55mol·LNaOH溶液进行实验,下列说法正确的是
A.将NaOH溶液缓慢倒入稀盐酸中,确保反应完全
B.用量筒量取盐酸时,若俯视读数,则测得的中和热数值偏小
C.改用25mL0.5mol⋅L盐酸和25mL0.55mol⋅LNaOH溶液进行反应,求出的中和热和原来的不同
D.用50mL0.5mol⋅L的醋酸溶液代替原来的盐酸,求出的中和热和原来的相同
14.对于反应,下列有关说法不正确的是
A.使用催化剂,化学平衡不移动
B.增大压强,化学平衡常数不变
C.增加,该反应平衡向右移动
D.升高温度,均增大,平衡向右移动
15.已知:某些化学键的键能数据如表所示:
化学键
键能
436
243
432
255
339
注:键能为1mol气态分子完全解离成气态原子所吸收的能量。
下列说法正确的是
A.反应的焓变生成物的键能之和一反应物的键能之和
B.与反应生成时放出370kJ热量
C.
D.断开硫硫键形成1mol硫原子需要吸收255kJ能量
第II卷(非选择题 共55分)
二、本题包括4小题,共计55分。
16.完成下列问题
(1)标准状况下,6.72LC2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7kJ热量,请写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式: 。
(2)已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=—akJ·mol−1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=—bkJ·mol−1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=—ckJ·mol−1
计算C(石墨,s)与H2(g)反应生成1molCH4(g)的ΔH为 kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。
(3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。
则反应过程中,每生成2molN2理论上放出的热量为 。
17.键能是指拆开1mol共价键所需要吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能量。下表列出了一些化学键的键能E:
化学键
H-H
Cl-Cl
O=O
C-Cl
C-H
O-H
H-Cl
E/( kJ∙mol-1)
436
247
x
330
413
463
431
请回答下列问题:
(1)反应 H2(g) +O2(g)= H2O(g) △H=-242kJ∙mol-1,x= 。
(2)历史上曾用“地康法”制Cl2,这一方法是用CuCl2做催化剂,在450°条件下,用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气,若反应生成液态水,请写出该反应的热化学方程式为 。
(3)若忽略温度和压强对反应热的影响,根据上题中的有关数据,计算当反应中有1mol电子转移时,反应的能量变化为 。
(4)关于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知1mol SO2 (g)被氧化为1mol SO3(g)的△H=-akJ∙mol-1(a>0)。回答下列问题:
在一定温度下,将2mol SO2和1mol O2放在一密闭容器中,在催化剂作用下充分反应。测得反应放出的热量 (填“等于”、“大于”或“小于”)2akJ。
(5)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自己被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:① ;②2V2O4+O2=2V2O5
18.三氯化钌是一种重要的贵金属化合物,广泛应用于氯碱工业中金属阳极钌涂层及加氢催化剂。
I.三氯化钌的制备
将金属钌粉与氯化钠混合后,加入微量还原性淀粉,将温度升高到800~1000°C,再往熔融的熔体中通入氯气,大部分钌粉转化为氯钌酸钠(Na2RuCl6),再经过一系列化学工艺制备出三氯化钌。
(1)生成氯钌酸钠的化学方程式为
(2)升温阶段加入还原性淀粉的作用是
II.三氯化钌的回收
从废弃催化剂回收三氯化钌的一种工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(3)“氧化”时加H2SO4的目的
(4)“吸收”过程中加入乙醇的作用是
(5)可用氢还原重量法测定产品的纯度,其原理为2RuCl3+3H2==2Ru+6HCl。某同学对产品纯度进行测定,所得数据记录如下:
实验序号
产品质量/g
固体Ru质量/g
①
1.2500
0.4900
②
1.2500
0.5100
③
1.2500
0.500
则产品的纯度为 (用百分数表示,保留两位有效数字)
(6)钌及其化合物在合成工业.上有广泛用途,下图是用钌( Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程。每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。
①根据图示写出该反应的热化学方程式
②下列说法正确的是
a.图示中物质I为该反应的催化剂
b.图示中参与循环的物质只有CO2和H2
c.反应的活化能为62.4 kJ·mol -1
19.硝酸是重要的化工原料。下图是以合成氨为基础的传统硝酸生产工艺流程(其中空气等基础原料已略去)。
(1)合成氨反应的化学方程式为,下列说法不正确的是 (填字母)。
a.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
b.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
c.在上述条件下,不可能100%转化为
d.该反应采用高温、高压等苛刻条件,与化学性质很稳定有关
(2)氨氧化装置中,产生的含氮物质主要为NO,反应的化学方程式为 。
(3)为实现资源的综合利用,技术人员将分离液态空气工艺整合在上述流程中。请说明该工艺的产物如何应用于硝酸生产流程: 。
(4)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术,可用于上述硝酸生产工艺的废气处理,反应原理如下图所示:
①写出的电子式: 。
②写出和NO在催化剂表面发生反应的化学方程式为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
B
D
B
B
B
D
A
题号
11
12
13
14
15
答案
C
C
B
C
C
1.B
【详解】A.活化分子间的碰撞不一定全是有效碰撞,只有一定取向的活化分子间碰撞才能发生化反应,A错误;
B.催化剂能降低反应的活化能,使活化分子百分数升高,活化分子数升高,化学反应速率增大,B正确;
C.平衡后正、逆化学反应速率改变相同的倍数,化学反应平衡不移动,C错误;
D.CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g),ΔH>0,ΔS>0,ΔG=ΔH -TΔS <0时反应可以自发进行,所以该反应在高温条件可自发进行,D错误;
故答案选B。
2.C
【详解】A.在测定盐酸与溶液反应的反应热时,为了保证盐酸完全被中和,可以采用稍过量的溶液,故A正确;
B.测定盐酸与溶液反应的反应热时,需要用量筒量取一定体积的酸、碱溶液,用温度计测量反应前酸、碱溶液的温度以及反应后的最高温度,用玻璃搅拌器搅拌,同时反应在烧杯内进行,所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒,故B正确;
C.需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸的温度、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,故C错误;
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,由于醋酸电离吸热,反应放热更少,则计算所得反应热偏大,故D正确;
故答案为:C。
3.C
【详解】A.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O,若NH3完全转化为NO时,1molNH3转移5mol电子,此时转移电子最多,则1molNH3完全被催化氧化转移n(e-)≤5mol,A错误;
B.根据图像,温度高于250℃时N2的选择率降低,且氨气的转化率变化并不大,浪费能源,根据图像,温度应略小于225℃,此时氨气的转化率、氮气的选择率较大,B错误;
C.根据图像可知,NH3的转化率随着温度升高而增大,但温度高了N2的选择性却更小了,故高效除去尾气中的NH3,需研发高温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂,C正确;
D.其他条件不变,在175~225℃范围,随温度的升高,N2的选择率降低,NH3的转化率增大,由N2的选择性公式可知,无法判断出口处氮气的物质的量变化,D错误;
故答案为:C。
4.B
【详解】A.总反应历程有2个过渡态,故总反应分两步反应,A正确;
B.由图知,X的能量高于Z,总反应是放热反应,,B错误;
C.Y是第一步反应产物,是第二步反应的反应物,Y是中间产物,C正确;
D.X→Y的活化能小于Y→Z的活化能,所以速率快,D正确;
故选B。
5.D
【详解】A.煤、石油和天然气等化石能源在使用后不可能在短期内从自然界中得到补充,所以属于不可再生能源,A正确;
B.太阳能、氢能和生物质能都是可再生的无污染的新能源,B正确;
C.乙醇燃烧产物CO2、H2O通过光合作用转化为有机物淀粉、纤维素等,这些物质水解产物葡萄糖在酒化酶作用下又转化为乙醇,故乙醇属于可再生能源,可作汽车燃料,C正确;
D.我国能源消费结构以煤为主,以石油、天然气为辅,D错误;
故合理选项是D。
6.B
【详解】A.配制溶液时,加水至刻度线2-3cm时,改用胶头滴管滴加,故A项错误;
B.二氧化氮、氧气、氢氧化钠溶液直接生成硝酸钠,烧瓶中气体压强突然变小,形成喷泉,故B项正确;
C.钠在空气中燃烧实验应在坩埚中进行,故C项错误;
D.中和热测定时,应使用环形玻璃搅拌棒,不能用铜制搅拌棒,散热快,测得中和热不准确,故D项错误;
故本题选B。
7.B
【详解】A.由图可知两种催化剂均出现3个波峰,所以使用催化剂X和Y,反应历程都分3步进行,A正确;
B.使用催化剂不影响平衡移动,平衡时N的产率:反应Ⅱ=反应Ⅰ,B错误;
C.由图可知,该反应是放热反应,所以达平衡时,降低温度平衡正向移动,N的浓度增大,C正确;
D.由图可知,M·Y生成N·Y的活化能小于M·X生成N·X的活化能,则M·Y更容易转化为N·Y,故反应过程中N·Y能达到的最大浓度大于N·X,D正确;
故答案选B。
8.B
【详解】A.在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,所以该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的,A项正确;
B.H2的燃烧热是指1molH2在氧气中完全燃烧生成液态水放出的热量,B项错误;
C.1mol H2(g)变成2mol气态氢原子是旧化学键断裂的过程,需要吸收能量,C项正确;
D.由图可知,2mol H(g)与2mol Cl (g)形成2mol HCl(g)时释放862kJ能量,D项正确;
答案选B。
9.D
【详解】某反应的速率方程为已知。由第二组数据3.2×10-3=k (0.5)m(0.050)n和第四组数据3.2×10-3=k (0.5)m(0.100)n,可知n=0,由第一组数据1.6×10-3=k (0.25)m(0.050)0 ,第二组数据3.2×10-3=k (0.5)m(0.050)0,两式相比得到m=1;将n=0,m=1代入1.6×10-3=k (0.25)1(0.050)0得到k=6.4×10-3 min-1。速率方程式为v=6.4×10-3⋅c (A)⋅c0(B)。
A.由上速率方程式为v=6.4×10-3⋅c (A)⋅c0(B),代入第五组数据,v2=6.4×10-3×(1.00)×(0.200)0=6.4×10-3 mol⋅L-1⋅min-1,故v2=6.4;第六组数据中v=4.8×10-3mol⋅L-1⋅min-1,代入速率方程解得c1=0.75,A正确;
B.根据分析k=6.4×10-3min-1,B正确;
C.升温可使k增大,反应瞬时速率加快,C正确;
D.根据题给信息,其半衰期为:0.8/k。存在过量的B时,当剩余6.25%的A时可以看作经历4个半衰期,即因此所需的时间为,D错误;
故选D。
10.A
【详解】A.随着反应不断进行,气体总物质的量不断变化,当气体总物质的量不变,说明反应达平衡,A正确;
B.该反应的反应物是固体,任何时候生成气体,混合气体的平均相对分子质量不变,不能作为平衡标志,B错误;
C.任何时候气体的速率之比为系数之比,C错误;
D.体系中只存在两种气体,氨气与二氧化碳体积比始终为2:1,则密闭容器中二氧化碳体积分数始终不变,D错误;
答案选A。
11.C
【详解】A.溶液的pH不再变化,说明OH-的浓度不再改变,反应一定达到平衡状态,故A不符合;
B.v正(I-)=2v逆(),正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故B不符合;
D.不再变化,说明、I-浓度不变,反应一定达到平衡状态,故D不符合;
C.根据图示,达到平衡状态时c(I-)=bmol·L-1,根据反应方程式,平衡时c()=mol·L-1,所以c()=2bmol·L-1时,反应没有达到平衡状态,故C符合;
答案选C。
12.C
【详解】A.升高温度,NO的物质的量分数增大,说明升高温度平衡逆向移动,正反应放热,该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能,故A错误;
B.正逆反应速率比不等于系数比,故T1时,当2v正(SO2)=v逆(N2)时反应未达到平衡状态,故B错误;
C.T2时,反应达到平衡,SO3的物质的量分数为40%,,,x=mol,若反应经t s达到平衡,则,故C正确;
D.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数保持不变,故D错误;
答案选C。
13.B
【详解】A.将NaOH溶液迅速倒入稀盐酸中,避免热量损失,A错误;
B.用量筒量取盐酸时,若俯视读数,导致盐酸体积偏小,生成水的量偏少,则测得的中和热数值偏小,B正确;
C.改用25mL0.5mol⋅L盐酸和25mL0.55mol⋅LNaOH溶液进行实验,放出的热量会改变,但中和热是不变的,C错误;
D.醋酸为弱电解质,电离吸热,用50mL0.5mol⋅L的醋酸溶液代替原来的盐酸,求出的中和热和原来的不相同,D错误;
答案选B。
14.C
【详解】A.使用催化剂,能加快反应速率,但是平衡不移动,故A正确;
B.平衡常数只与温度有关,增大压强,平衡常数不变,故B正确;
C.C是固体,增加固体的量,反应速率不变,平衡不移动,故C错误;
D.升高温度,均增大,反应向吸热方向移动,故向右移动,故D正确;
答案选C。
15.C
【详解】A.在化学反应中,反应物中的化学键断裂吸收能量,生成物中化学键形成放出能量,反应物的键能之和-生成物的键能之和,A错误;
B.反应的,当与反应时,只有参加反应,所以放出的热量为185kJ,B错误;
C.根据表中键能数据可得热化学方程式: ,结合 ,可得热化学方程式: ,C正确;
D.断开硫硫键形成2mol硫原子,吸收能量255kJ,则断开硫硫键形成1mol硫原子需要吸收能量127.5kJ,D错误;
故选C。
16.(1)C2H2(g)+O2(g)= 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=—1299.0kJ/mol
(2)(c—2b—a)
(3)278kJ
【详解】(1)标准状况下,6.72L乙炔在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出389.7kJ热量,则乙炔的燃烧热ΔH=—=—1299.0kJ/mol,表示乙炔燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)= 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=—1299.0kJ/mol,故答案为:C2H2(g)+O2(g)= 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=—1299.0kJ/mol;
(2)将已知反应依次编号为①②③,由盖斯定律可知,反应①+②×2—③得到反应C(石墨,s)+2H2(g)=CH4(g),则反应ΔH=ΔH1+2ΔH2—ΔH3=—a kJ/mol +2×(—b kJ/mol)—(—c kJ/mol)= (c—2b—a)kJ/mol,故答案为:(c—2b—a);
(3)由图可知,反应的化学方程式为N2O(g)+NO(g)= N2(g)+NO2(g),生成1mol氮气反应放出的热量为△H=—(348-209) kJ/mol =—139 kJ/mol,则反应过程中,每生成2mol 氮气放出的热量为139 kJ/mol×mol=278kJ,故答案为:278kJ。
17.(1)496
(2)O2(g+4HCl(g)=2Cl2(g)+2H2O(l) △H(450℃)=-126kJ∙mol-1
(3)放出热量31.5kJ
(4)小于
(5)V2O5+SO2=2VO2+SO3
【详解】(1)反应 H2(g) +O2(g)= H2O(g) △H=-242kJ∙mol-1,则436 +x -2×463=-242,x=496。答案为:496;
(2)在450°条件下,用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气,若反应生成液态水,则发生反应O2(g+4HCl(g)=2Cl2(g)+2H2O(l),△H=496+4×431-2×247-4×463=-126,所以该反应的热化学方程式为O2(g+4HCl(g)=2Cl2(g)+2H2O(l) △H(450℃)=-126kJ∙mol-1。答案为:O2(g+4HCl(g)=2Cl2(g)+2H2O(l) △H(450℃)=-126kJ∙mol-1;
(3)由反应O2(g+4HCl(g)=2Cl2(g)+2H2O(l) △H(450℃)=-126kJ∙mol-1,可建立如下关系式:4e-——126kJ,则当反应中有1mol电子转移时,反应的能量变化为:放出热量=31.5kJ。答案为:放出热量31.5kJ;
(4)依题意:SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-akJ∙mol-1(a>0),则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-2akJ∙mol-1(a>0),在一定温度下,将2mol SO2和1mol O2放在一密闭容器中,在催化剂作用下充分反应,由于反应可逆,参加反应的SO2小于2mol,所以测得反应放出的热量小于2akJ。答案为:小于;
(5)V2O5氧化SO2时,生成V2O4和SO3,则该催化循环机理的化学方程式:①V2O5+SO2=2VO2+SO3;②2V2O4+O2=2V2O5。答案为:V2O5+SO2=2VO2+SO3。
【点睛】一个热化学反应,可写出无数个热化学方程式,但△H与化学计量数之比为定值。
18. Ru+2Cl2+2NaClNa2RuCl6 保持还原性反应环境,防止金属钌被空气中氧气氧化 NaClO在酸性环境下氧化性增强 增加RuO4在溶液中的溶解性 82% H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l) △H=-31.2kJ·mol-1 a
【分析】II.含Ru废催化剂加入KOH/KNO3混合溶液浸取,硝酸根在碱性环境下将Ru元素氧化为K2RuO4,自身被还原成红棕色气体NO2,之后再加入硫酸酸化的次氯酸钠,将K2RuO4氧化为RuO4,蒸馏得到RuO4,加盐酸和乙醇混合液进行吸收,得到RuCl3溶液,之后进行减压蒸馏得到β—RuCl3晶体;
Ⅲ.H2和物质I反应生成水和物质Ⅱ,之后物质II和CO2反应生成物质Ⅲ,之后物质Ⅲ和水反应生成物质I和HCOOH,所以物质I为催化剂,氢气和二氧化碳为反应物
【详解】I.(1)根据题意反应物有Ru、NaCl以及氯气,产物有Na2RuCl6,该过程中Ru元素被氧化成+4价,Cl元素被还原成-1价,根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为Ru+2Cl2+2NaClNa2RuCl6;
(2)空气中的氧气具有氧化性,升温阶段加入还原性淀粉可以保持还原性反应环境,防止金属钌被空气中氧气氧化;
II.(3)酸性环境下可以增强NaClO的氧化性;
(4)加入乙醇可以增大RuO4在溶液中的溶解度;
(5)根据三组实验数据得到的Ru单质的平均质量为=0.500g,根据方程式可知样品中RuCl3的质量为=1.0272g,则样品的纯度为=82%;
(6)①根据整个流程可知,CO2和H2为反应物,产物为HCOOH,92gHCOOH的物质的量为=2mol,所以生成1mol液体HCOOH放出31.2kJ能量,热化学方程式为H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l) △H=-31.2kJ·mol-1;
②a.据图可知物质I虽然参与整个过程,但整个反应前后没有变化,且反应从物质I和氢气的反应开始,所以为该反应的催化剂,故a正确;
b.据图可知催化剂虽然整个过程前后质量和化学性质没有变化,但也参与了整个循环,故b错误;
c.每生成2mol HCOOH放出62.4kJ的能量,据此可知反应物和生成物的能量之差,不能确定反应的活化能,故c错误;
综上所述选a。
【点睛】焓变=正反应活化能-逆反应活化能,仅知道反应的焓变无法确定反应的活化能。
19.(1)b
(2)
(3)分离液态空气得到的氮气用于合成氨,得到的氧气用于氨的催化氧化
(4)
【分析】氮气和氢气反应生成氨气,氨催化氧化生成NO,发生聚合后用稀硝酸吸收得到浓硝酸,未完全反应的废气进行处理后再排放,防止污染。
【详解】(1)a.使用催化剂是为了增大反应速率,缩短反应时间,提升生产效率,正确;
b.为可逆反应,因此不可能使氮气完全转化,错误;
c.为可逆反应,不可能100%转化为,正确;
d.N2中氮氮三键键能高,化学性质很稳定,则该反应采用高温、高压等苛刻条件,与氮气的稳定性有关,正确;
(2)氨氧化装置中,氨气被催化氧化生成NO和H2O,化学方程式为;
(3)空气中含有大量的氮气,通过分离液态空气得到的氮气经合成氨工艺得到氨气;氨气经过催化氧化得NO,该过程中氧化剂为分离液态空气得到的氧气:分离液态空气得到的氮气用于合成氨,得到的氧气用于氨的催化氧化;
(4)
氨气中氮原子为中心原子,氮原子与3个氢原子形成N-H键,另有1对孤对电子,其电子式为;和NO在催化剂表面发生反应生成N2和H2O,化学方程式为;
答案第1页,共2页
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