内容正文:
2024-2025学年上海市杨浦区控江中学第一学期期中考
高二年级化学学科
一、化学反应条件的优化
化工生产中反应条件的调控至关重要,能有效提高反应效率和产品产量。硫酸是最重要的化工产品之一。
1. 写出SO₂催化氧化的化学反应方程式(指明具体温度、压强、催化剂):_______。
【答案】2SO2 + O22SO3
【解析】
【详解】二氧化硫与氧气在五氧化二钒催化、400~500℃加热、常压条件下发生可逆反应生成三氧化硫,化学方程式为2SO2+O22SO3。
2. 硫酸工业中通过_______合理利用反应中产生的热量。
A. 沸腾炉 B. 净化器 C. 热交换器 D. 吸收塔
【答案】C
【解析】
【详解】在硫酸工业中,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应是放热反应。为了合理利用这部分热量,通常会在接触室中设置热交换器。其作用是将反应释放的热量传递给未反应的冷气体(如SO2和O2的混合气体),从而预热原料气体,减少外部能源消耗,同时维持反应所需温度(约400-500℃)。其他选项中,沸腾炉用于燃烧硫铁矿,净化器用于气体除尘,吸收塔用于吸收SO3,均不直接涉及热量回收。因此正确答案为C。
3. 如图是 SO₂转化的设备“转化器”。
(1)b处流出的气体是_______。
A. 低温的SO₂、O₂、N₂ B. 低温的SO₂、O₂、N₂和SO₃
C. 高温的SO₂、O₂、N₂ D. 高温的SO₂、O₂、N₂和SO₃
(2)上图c处气体经热交换后再次催化氧化的目的:_______。
【答案】(1)C (2)提高二氧化硫的转化率
【解析】
【小问1详解】
根据装置图可知,从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气,经过热交换器后从b处出来的是热的气体,成分与a处相同,b处流出的气体是高温的SO2、O2、N2,故选C;
【小问2详解】
C处气体经过热交换器后再次被催化氧化,目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3,从而可以提高SO2的转化率。
4. 合成氨反应是目前最有效工业固氮的方法,解决数亿人口生存问题。
(1)工业合成氨在合成塔中一般选择20-50MPa的压强下进行反应,主要原因是_______。
(2)合成氨反应中逆反应速率(v逆)与氨气的体积分数(x)的关系如下图所示,若降低温度再次达到平衡时,可能的点为_______(填字母)。
(3)合成氨反应中,正反应速率 逆反应速率为速率常数。正反应和逆反应的平衡常数与温度的关系如图所示:
表示正反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为_______(填“a”或“b”)。T0°C时,合成氨反应的平衡常数K =_______ (用 和 代数式表示)。
(4)实验室利用如下图所示三个初始容积相同的容器①、②、③模拟合成氨,若起始温度相同,分别向三个容器中充入和 一定条件下反应,达到平衡时各容器中NH3物质量的百分含量由大到小的顺序为_______(填容器编号)。
①外有隔热套 ② ③活塞可移动(不考虑活塞质量和摩擦系数)
【答案】(1)压强过高对设备要求高,成本过高,且该压强下转化率较高
(2)D (3) ①. a ②.
(4)③②①
【解析】
【小问1详解】
工业合成氨,增大压强平衡正向移动,反应物转化率提高,但一般选择20-50MPa的压强下进行反应,主要原因是压强过高对设备要求高,成本过高,且该压强下转化率较高;
【小问2详解】
合成氨的反应为放热反应,若降温,则反应速率减小,排除A、B两点,平衡正向移动,氨气的体积分数增大,则可能的点为D;
【小问3详解】
工业合成氨为放热反应,升温平衡逆向移动,K减小,即表示正反应的平衡常数K与温度变化的曲线为a,合成氨反应的平衡常数,平衡时,因此;
【小问4详解】
容器②为恒温恒容,容器①为恒容绝热,正反应为放热反应,随反应进行容器内温度升高,等效为容器②中平衡基础上升高温度,平衡逆向移动,故平衡时的百分含量①小于②;②与③相比,由于反应向右进行时分子数减少,则③中活塞下移,相对②来说,相当于给体系加压,平衡右移,故平衡时的百分含量②小于③;因此达到平衡时各容器时的百分含量由大到小的顺序为③②①。
二、工业废气的综合利用
5. 合理的利用吸收工业产生的、等废气可以变废为宝,减少污染。利用催化加氢可以合成二甲醚,主要发生的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(1)反应II能自发进行的条件为_______。
A.高温 B.低温 C.任意温度
(2)由反应I和II判断:3H2(g) + 3CO(g)⇌CH3OCH3(g) + CO2(g) △H =_______。
(3)在一定温度下V L 恒容容器中,初始充入和发生反应I和II, 经 tmin 到达平衡,容器内气体的压强比初始时减少40%。则t min内的平均反应速率为_______。(用字母表示)
(4)、X分别代表压强或温度,下图表示L一定时,反应Ⅱ中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是_______。判断L1、L2的大小;L1_______L2 (填“>”或“<”)。
在恒压、和的起始量一定的条件下,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。
已知:的选择性=
(5)温度高于300℃,平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______。
(6)时,在催化剂作用下 与反应一段时间后,测得 的选择性为60%(A点)。若不改变反应温度,一定能提高选择性的措施有_______。(任写一条)
(7)300℃时, 通入 、各1mol,若只考虑反应I、II, 平衡时( 的选择性、 的平衡转化率均为40%,平衡时生成 的物质的量为_______mol。
工业上对CO再利用的一种方法是用 CO 还原某些含氮尾气,发生的反应如下:2CO+2NO2⇌CO2+N2。某研究小组探究催化剂1、II对 CO、NO转化的影响。将CO 和 NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中 N2的含量,从而确定脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
(8)由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件:________。
(9)温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是_______。
【答案】(1)B (2)-246.1kJ/mol
(3)
(4) ①. 温度 ②. >
(5)反应I的△H>0,反应II的△H<0,温度升高使二氧化碳转化成一氧化碳的平衡转化率上升,使二氧化碳转化成二甲醚的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度
(6)增大压强,选择高效催化剂等
(7)0.08 (8)催化剂II、450℃。
(9)催化剂I在低温下活性不高
【解析】
【小问1详解】
根据反应式可知,、,根据为自发过程,则反应在低温自发进行。
【小问2详解】
根据盖斯定律,反应II-反应I×3得3H2(g) + 3CO(g)⇌CH3OCH3(g) + CO2(g),则。
【小问3详解】
初始充入和发生反应I和II,假设达到平衡时发生反应I转化xmol、发生反应II转化2ymol,则根据反应式可知:平衡时有、、、和,初始总物质的量为,平衡时总物质的量为,恒容条件下压强比等于物质的量比,则平衡时容器内气体的压强比初始时减少40%,即,解得,因此t min内的平均反应速率为。
【小问4详解】
反应II为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二甲醚产率减少,因此L为压强、X为温度;反应II为体积减小的反应,因此增大压强,平衡正向移动,二甲醚产率增加,故L1>L2。
【小问5详解】
如图可知,温度高于300℃,平衡转化率随温度升高而增大的原因是反应I的△H>0,反应II的△H<0,温度升高使二氧化碳转化成一氧化碳的平衡转化率上升,使二氧化碳转化成二甲醚的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度。
【小问6详解】
不改变反应温度,增大压强,可以使反应II正向移动,提高二甲醚的选择性,同时加入催化剂可以加快反应II而对反应I没有影响,提高二甲醚的选择性。
【小问7详解】
初始充入和发生反应I和II,假设达到平衡时发生反应I转化xmol、发生反应II转化2ymol,则根据反应式可知:平衡时有、、、和,的平衡转化率均为40%,则,即,的选择性为40%,则,解得、,因此平衡时生成 的物质的量为0.08mol。
【小问8详解】
由图可知,催化剂II、450℃条件下脱氮率最大,则反应应采取的最佳实验条件为催化剂II、450℃。
【小问9详解】
若温度低于200℃,图中曲线l脱氮率随温度升高变化不大是因为温度较低时,催化剂I的活性较低,反应速率慢,所以脱氮率随温度升高变化不大。
三、光导纤维的原料之——三氯化硼
6. 三氯化硼()用于制备光导纤维和有机硼化物等。其制备原理: 。某小组据此设计实验制备并测定其纯度,装置如图。
已知:的熔点为,沸点为,极易水解产生和。
Ⅰ.制备。
(1)水浴 R 选择_______(填“热水浴”或“冰水浴”)
(2)E装置的作用是_______;_______.F装置的作用是_______.
(3)已知:A装置中还原产物为 其离子方程式为:_______。
Ⅱ.测定产品的纯度。
①准确称取 wg产品,置于蒸馏水中,完全水解,并配成250mL溶液。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中。
③向其中加入 溶液至沉淀完全,然后加入一种有机液体覆盖AgCl。
④向锥形瓶中滴3滴溶液作指示剂,然后逐滴加入标准溶液滴定过量的溶液,消耗 KSCN 溶液的体积为。
已知:。
(4)写出测定步骤①和②中用到的定量仪器:_______。
(5)滴定终点时的现象是_______。
(6)该产品中的质量分数为_______;(BCl3式量: 117.5)如果其他操作都正确,仅滴定管没有用 KSCN 溶液润洗,测得产品中的质量分数_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)冰水浴 (2) ①. 吸水,防止三氯化硼水解 ②. 吸收多余的Cl2 ③. 吸收CO
(3)+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(4)电子天平、250mL容量瓶、 滴定管
(5)当滴入最后半滴KSCN溶液,溶液恰好由无色变为红色且半分钟内不褪色
(6) ①. ②. 偏低
【解析】
【分析】装置A中浓盐酸与K2Cr2O7反应制备氯气,装置B中的浓硫酸除去氯气中的水蒸气,干燥的氯气通入装置C中与B2O3、C加热条件下反应生成BCl3和CO,BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃,装置D中冰水浴收集,氯气、一氧化碳有毒,会污染环境,装置E中碱石灰用于吸收氯气并防止装置F中的水蒸气进入装置D中使水解,装置F用于吸收一氧化碳。
【小问1详解】
的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃,应选择冰水浴冷凝三氯化硼;
【小问2详解】
据分析,装置E中碱石灰用于吸收氯气并防止装置F中的水蒸气进入装置D中使水解,装置F用于吸收一氧化碳;
【小问3详解】
据分析,浓盐酸与K2Cr2O7反应生成氯气和,其离子方程式为+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O。
小问4详解】
测定步骤①和②需要准确称取产品、配成250mL溶液、准确量取25.00mL溶液,因此其中用到的定量仪器有电子天平、250mL容量瓶、 滴定管。
【小问5详解】
根据滴定原理,当KSCN标准液将过量的硝酸银溶液反应完,就会与氯化铁反应显红色,因此滴定终点时的现象是:当滴入最后一滴(或半滴)KSCN溶液,溶液刚好由无色变为红色且半分钟不褪色。
【小问6详解】
根据离子反应可知:n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-),25.0mL溶液中含n(Cl-)=n(Ag+)-n(SCN-)=c1V1×10-3mol-c2V2×10-3mol,则wg产品中的质量分数为;如果其他操作都正确,仅滴定管没有用KSCN溶液润洗,则KSCN溶液浓度偏低,测得的过量的硝酸银的含量偏高,算得的转化为氯化银的硝酸银的含量偏低,测得产品中的质量分数偏低。
四、有机酸———草酸
7. 研究发现百多种植物富含草酸,草酸和碳酸一样,都是二元弱酸。两种酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
H2C2O4
H2CO3
电离平衡常数(25℃)
Ka1=5.9×10⁻²
Ka2=6.4×10-⁵
Ka1=4.5×10-⁷
Ka2=4.7×10⁻¹¹
(1)下列一定能证明草酸的酸性比碳酸强的是_______。
A. 等浓度的两种酸溶液,草酸的pH 比碳酸小
B. H2C2O4溶液的导电能力比碳酸强
C. 草酸加入酸性高锰酸钾溶液中会产生CO2
D. 草酸和溶液混合会产生CO2
(2)若向碳酸钠溶液中加入少量的草酸,写出反应的离子方程式:_______。
(3)室温下,pH相等的和两种盐溶液中,盐的物质的量浓度较大的是_______。
(4)通过表中数据计算说明溶液的酸碱性:_______,将溶液中]和]按由大到小排序:_______。
25℃时,用溶液滴定20.00mL未知浓度的溶液,滴定曲线如图所示,c点所示溶液中溶质只有。
(5)下列说法不正确的是_______。
A. 该草酸溶液的物质的量浓度为
B. a 点满足:
C. b点满足:
D. c点满足:
(6)a、b、c三点对应的溶液中水的电离程度由大到小排序:_______。
由于草酸在人体中容易与钙离子形成草酸钙导致肾结石,所以草酸往往被认为是一种矿质元素吸收利用的拮抗物
(7)实验室若用 的溶液浸泡可使转化为(已知
①从平衡移动的角度分析上述沉淀转化的原因:_______;
②当两种沉淀共存时,溶液中_______。
【答案】(1)AD (2)2+H2C2O4=2HCO3-+
(3)
(4) ①. Kh= =1×10-14 / 5.9×10⁻²=1.69×10-13<ka2,说明电离程度大于水解程度,溶液显酸性 ②. >>H2C2O4 (5)D
(6)c>b>a (7) ①. 草酸钙的溶度积大于碳酸钙,与结合生成更难溶的沉淀,使溶解平衡正向移动 ②. 0.085
【解析】
【小问1详解】
A.草酸和碳酸都是二元弱酸,等浓度的两种酸溶液,草酸的pH比碳酸小,pH越小,溶液中越大,在相同浓度下,越大,酸的电离程度越大,酸性越强,能证明草酸酸性比碳酸强,A符合题意;
B.溶液的导电能力与离子浓度和离子所带电荷数有关,溶液的导电能力比碳酸强,只能说明草酸溶液中离子浓度和离子所带电荷数比碳酸溶液大,且溶液和碳酸溶液的浓度关系未知,不能证明草酸酸性比碳酸强,B不符合题意;
C.草酸加入酸性高锰酸钾溶液中会产生,只能说明草酸具有还原性,能被酸性高锰酸钾氧化,不能证明草酸的酸性比碳酸强,C不符合题意;
D.草酸和溶液混合会产生,即草酸能制备碳酸,根据“较强酸制较弱酸”的规律,能证明草酸酸性比碳酸强,D符合题意;
故选AD。
【小问2详解】
草酸少量,草酸是二元弱酸,只能将转化为,反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
由表中数据可知,酸性:,根据 “越弱越水解”,则的水解程度大于。pH相等的和两种盐溶液中,水解程度较大的盐的物质的量浓度较小,则盐的物质的量浓度较大的是 ;
【小问4详解】
溶液中既电离又水解,,水解常数,即的电离程度大于其水解程度,
溶液显酸性,通过表中数据计算说明溶液的酸碱性为:Kh= =1×10-14 / 5.9×10⁻²=1.69×10-13<ka2,说明电离程度大于水解程度,溶液显酸性;因的电离程度大于其水解程度,且在溶液中仍大量存在,所以将溶液中和按由大到小排序为:;
【小问5详解】
A.c点溶质只有,此时,,则,该草酸溶液的物质的量浓度为,A正确;
B.a点加入的溶液体积为c点的一半,则a点时与反应生成,溶液溶质为,根据质子守恒可得:,B正确;
C.b点溶液呈中性,即,结合电荷守恒:,可得,C正确;
D.c点溶液中溶质只有,根据物料守恒有:,D错误;
故选D。
【小问6详解】
a点溶质为,此时溶液呈酸性,即以电离为主,抑制水电离;b点溶液呈中性,对水的电离影响较小;c点溶质为,发生水解促进水的电离,则a、b、c三点对应的溶液中水的电离程度由大到小排序:c>b>a;
【小问7详解】
①,溶液中的与结合生成更难溶的沉淀,使溶解平衡正向移动,从而实现沉淀转化 ,则从平衡移动的角度分析上述沉淀转化的原因为:草酸钙的溶度积大于碳酸钙,与结合生成更难溶的沉淀,使溶解平衡正向移动;
②当两种沉淀共存时,。
五、含硫废水的处理
8. 石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水(其中S元素的主要化合价是-2价),对设备、环境等造成严重危害。已知:常温下H2S溶解度为 1: 2.6(体积)。
(1)改变下列条件,会能使H2S水溶液的 pH减小的是_______。
A. 滴加新制氯水 B. 加水 C. 通入过量气体 D. 通入
(2)25℃时, 在溶液中,通入 HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH溶液pH与c(S²-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、的挥发)。pH=13时, 溶液中的[=_______
【答案】(1)AC (2)0.043
【解析】
【小问1详解】
A.新制氯水中的Cl2与H2S反应生成S和HCl,溶液酸性增强,A正确;
B.加水稀释H2S溶液,导致溶液中氢离子浓度减小,pH增大,B错误;
C.与H2S恰好反应时生成S和水,过量的会继续生成酸性更强的H2SO3,使得溶液的酸性增强,C正确;
D.氧气与H2S反应生成S和水,溶液酸性减弱,D错误;
故答案选A、C;
【小问2详解】
根据物料守恒可知,c(S2-)+ c(HS-)+ c(H2S)=0.1mol/L,当pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol/L,故c(HS-)+c(H2S)=0.043mol/L。
9. 下图为常温下 H2S、HS⁻、S2-在水溶液中的物质的量分数随pH变化的分布曲线,回答下列问题:
(1)由图判断,H₂S的一级电离平衡常数为 _______
(2)以酚酞为指示剂,将NaOH 溶液滴入H2S溶液中,滴定终点的离子方程式是_______。
沉淀法处理含硫废水:向的含硫废水中加入适量氯化铜溶液也可以处理含硫微粒。
(3)的含硫废水中含-2价硫元素的主要微粒是_______
(4)加入氯化铜产生黑色沉淀且溶液的pH降低。用平衡移动的原理解释溶液pH降低的原因 _______
(5)若要配制 的 溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则应调整溶液pH小于_______,所以至少需要滴加的盐酸_______mL(加入盐酸后溶液体积变化忽略不计,已知 的 ,结合化学用语说明加入盐酸的目的:_______。
氧化法处理含硫废水:向含HS⁻的废水中加入一定浓度的溶液,加适量酸,溶液产生淡黄色沉淀。
(6)反应的离子方程式是_______
(7)不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图所示。试分析本工艺选择控制体系的而不是去除率更高的的主要原因:_______
【答案】(1)10-69
(2)OH-+H2S=HS-+H2O
(3)HS- (4)HS-S2-+H+,加入适量Cu2+,发生反应S2-+Cu2+=CuS↓,生成CuS黑色沉淀,c(S2-)减小,使HS-电离平衡正向移动
(5) ①. 4 ②. 0.5 ③. 加入盐酸,使溶液中,此时,从而避免Cu(OH)2沉淀生成
(6)2HS-++4H+=3S↓+3H2O
(7)pH<5时,溶液中-2价的S主要以H2S存在,常温下H2S的溶解度,为1:2.6,酸性强使H2S更易逸出,污染环境
【解析】
【小问1详解】
pH=6.9时,H2S和HS-的物质的量分数相等,则。
【小问2详解】
酚酞指示剂的变色pH范围为8~10,此pH范围内只存在HS-,因此滴定终点的离子方程式是OH-+H2S=HS-+H2O。
【小问3详解】
如图所示,pH=9时含硫微粒是HS-。
【小问4详解】
pH=9的溶液中存在电离平衡:HS-S2-+H+,加入适量Cu2+,发生反应S2-+Cu2+=CuS↓,生成CuS黑色沉淀,c(S2-)减小,使HS-电离平衡正向移动,c(H+)增加,pH降低。
【小问5详解】
由于,因此为避免出现浑浊,则,,则pH<4,,则加入盐酸的体积至少是;加入盐酸的目的是:加入盐酸,使溶液中,此时,从而避免Cu(OH)2沉淀生成。
【小问6详解】
HS−与在酸性环境下发生归中反应生成S单质,反应的离子方程式是2HS-++4H+=3S↓+3H2O。
【小问7详解】
pH<5时,溶液中-2价S元素主要以H2S的形式存在,常温下H2S的溶解度为1:2.6,酸性强使H2S更易逸出,H2S有剧毒会污染环境。
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2024-2025学年上海市杨浦区控江中学第一学期期中考
高二年级化学学科
一、化学反应条件的优化
化工生产中反应条件的调控至关重要,能有效提高反应效率和产品产量。硫酸是最重要的化工产品之一。
1. 写出SO₂催化氧化的化学反应方程式(指明具体温度、压强、催化剂):_______。
2. 硫酸工业中通过_______合理利用反应中产生的热量。
A 沸腾炉 B. 净化器 C. 热交换器 D. 吸收塔
3. 如图是 SO₂转化的设备“转化器”。
(1)b处流出的气体是_______。
A. 低温的SO₂、O₂、N₂ B. 低温的SO₂、O₂、N₂和SO₃
C. 高温的SO₂、O₂、N₂ D. 高温的SO₂、O₂、N₂和SO₃
(2)上图c处气体经热交换后再次催化氧化的目的:_______。
4. 合成氨反应是目前最有效工业固氮的方法,解决数亿人口生存问题。
(1)工业合成氨在合成塔中一般选择20-50MPa的压强下进行反应,主要原因是_______。
(2)合成氨反应中逆反应速率(v逆)与氨气的体积分数(x)的关系如下图所示,若降低温度再次达到平衡时,可能的点为_______(填字母)。
(3)合成氨反应中,正反应速率 逆反应速率为速率常数。正反应和逆反应的平衡常数与温度的关系如图所示:
表示正反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为_______(填“a”或“b”)。T0°C时,合成氨反应的平衡常数K =_______ (用 和 代数式表示)。
(4)实验室利用如下图所示三个初始容积相同的容器①、②、③模拟合成氨,若起始温度相同,分别向三个容器中充入和 一定条件下反应,达到平衡时各容器中NH3物质量的百分含量由大到小的顺序为_______(填容器编号)。
①外有隔热套 ② ③活塞可移动(不考虑活塞质量和摩擦系数)
二、工业废气的综合利用
5. 合理的利用吸收工业产生的、等废气可以变废为宝,减少污染。利用催化加氢可以合成二甲醚,主要发生的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(1)反应II能自发进行的条件为_______。
A.高温 B.低温 C.任意温度
(2)由反应I和II判断:3H2(g) + 3CO(g)⇌CH3OCH3(g) + CO2(g) △H =_______。
(3)在一定温度下V L 恒容容器中,初始充入和发生反应I和II, 经 tmin 到达平衡,容器内气体压强比初始时减少40%。则t min内的平均反应速率为_______。(用字母表示)
(4)、X分别代表压强或温度,下图表示L一定时,反应Ⅱ中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是_______。判断L1、L2的大小;L1_______L2 (填“>”或“<”)。
在恒压、和的起始量一定的条件下,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。
已知:选择性=
(5)温度高于300℃,平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______。
(6)时,在催化剂作用下 与反应一段时间后,测得 的选择性为60%(A点)。若不改变反应温度,一定能提高选择性的措施有_______。(任写一条)
(7)300℃时, 通入 、各1mol,若只考虑反应I、II, 平衡时( 的选择性、 的平衡转化率均为40%,平衡时生成 的物质的量为_______mol。
工业上对CO再利用的一种方法是用 CO 还原某些含氮尾气,发生的反应如下:2CO+2NO2⇌CO2+N2。某研究小组探究催化剂1、II对 CO、NO转化的影响。将CO 和 NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中 N2的含量,从而确定脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
(8)由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件:________。
(9)温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是_______。
三、光导纤维的原料之——三氯化硼
6. 三氯化硼()用于制备光导纤维和有机硼化物等。其制备原理: 。某小组据此设计实验制备并测定其纯度,装置如图。
已知:的熔点为,沸点为,极易水解产生和。
Ⅰ.制备。
(1)水浴 R 选择_______(填“热水浴”或“冰水浴”)。
(2)E装置的作用是_______;_______.F装置的作用是_______.
(3)已知:A装置中还原产物为 其离子方程式为:_______。
Ⅱ.测定产品的纯度。
①准确称取 wg产品,置于蒸馏水中,完全水解,并配成250mL溶液。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中。
③向其中加入 溶液至沉淀完全,然后加入一种有机液体覆盖AgCl。
④向锥形瓶中滴3滴溶液作指示剂,然后逐滴加入标准溶液滴定过量的溶液,消耗 KSCN 溶液的体积为。
已知:。
(4)写出测定步骤①和②中用到的定量仪器:_______。
(5)滴定终点时的现象是_______。
(6)该产品中的质量分数为_______;(BCl3式量: 117.5)如果其他操作都正确,仅滴定管没有用 KSCN 溶液润洗,测得产品中的质量分数_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
四、有机酸———草酸
7. 研究发现百多种植物富含草酸,草酸和碳酸一样,都是二元弱酸。两种酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
H2C2O4
H2CO3
电离平衡常数(25℃)
Ka1=5.9×10⁻²
Ka2=6.4×10-⁵
Ka1=4.5×10-⁷
Ka2=4.7×10⁻¹¹
(1)下列一定能证明草酸的酸性比碳酸强的是_______。
A. 等浓度的两种酸溶液,草酸的pH 比碳酸小
B. H2C2O4溶液的导电能力比碳酸强
C. 草酸加入酸性高锰酸钾溶液中会产生CO2
D. 草酸和溶液混合会产生CO2
(2)若向碳酸钠溶液中加入少量的草酸,写出反应的离子方程式:_______。
(3)室温下,pH相等的和两种盐溶液中,盐的物质的量浓度较大的是_______。
(4)通过表中数据计算说明溶液的酸碱性:_______,将溶液中]和]按由大到小排序:_______。
25℃时,用溶液滴定20.00mL未知浓度的溶液,滴定曲线如图所示,c点所示溶液中溶质只有。
(5)下列说法不正确的是_______。
A. 该草酸溶液的物质的量浓度为
B. a 点满足:
C. b点满足:
D. c点满足:
(6)a、b、c三点对应的溶液中水的电离程度由大到小排序:_______。
由于草酸在人体中容易与钙离子形成草酸钙导致肾结石,所以草酸往往被认为是一种矿质元素吸收利用拮抗物
(7)实验室若用 的溶液浸泡可使转化为(已知
①从平衡移动的角度分析上述沉淀转化的原因:_______;
②当两种沉淀共存时,溶液中_______
五、含硫废水的处理
8. 石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水(其中S元素的主要化合价是-2价),对设备、环境等造成严重危害。已知:常温下H2S溶解度为 1: 2.6(体积)。
(1)改变下列条件,会能使H2S水溶液的 pH减小的是_______。
A. 滴加新制氯水 B. 加水 C. 通入过量气体 D. 通入
(2)25℃时, 在溶液中,通入 HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH溶液pH与c(S²-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、的挥发)。pH=13时, 溶液中的[=_______
9. 下图为常温下 H2S、HS⁻、S2-在水溶液中的物质的量分数随pH变化的分布曲线,回答下列问题:
(1)由图判断,H₂S的一级电离平衡常数为 _______
(2)以酚酞为指示剂,将NaOH 溶液滴入H2S溶液中,滴定终点的离子方程式是_______。
沉淀法处理含硫废水:向的含硫废水中加入适量氯化铜溶液也可以处理含硫微粒。
(3)的含硫废水中含-2价硫元素的主要微粒是_______
(4)加入氯化铜产生黑色沉淀且溶液的pH降低。用平衡移动的原理解释溶液pH降低的原因 _______
(5)若要配制 的 溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则应调整溶液pH小于_______,所以至少需要滴加的盐酸_______mL(加入盐酸后溶液体积变化忽略不计,已知 的 ,结合化学用语说明加入盐酸的目的:_______。
氧化法处理含硫废水:向含HS⁻的废水中加入一定浓度的溶液,加适量酸,溶液产生淡黄色沉淀。
(6)反应的离子方程式是_______
(7)不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图所示。试分析本工艺选择控制体系的而不是去除率更高的的主要原因:_______
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