【題目】氯氣是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料,將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學研究的熱車點,回答下列問題:
(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。可按下列催化過程進行:
Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1
Ⅱ.CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1
Ⅲ.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
反應Ⅰ能自發(fā)進行的條件是___。利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,還需要利用反應___的ΔH。
(2)如圖為剛性容器中,進料濃度比c(HCl):c(O2)分別等于1:1、4:1、7:1時HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系:
可知反應平衡常數(shù)K(400℃)__K(500℃)(填“大于”或“小于”)。設容器內(nèi)初始壓強為p0,根據(jù)進料濃度比c(HCl):c(O2)=4:1的數(shù)據(jù),計算400℃時容器內(nèi)的平衡壓強=___(列出計算式)。按化學計量比進料可以保持反應物高轉(zhuǎn)化率,同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料濃度比c(HCl):c(O2)過低、過高的不利影響分別是___。
(3)已知:氯氣與NaOH溶液反應可生成NaClO3。有研究表明,生成NaClO3的反應分兩步進行:
Ⅰ.2ClO-=ClO2-+Cl-
Ⅱ.ClO2-+ClO-=ClO3-+Cl-
常溫下,反應Ⅱ能快速進行,但氯氣與NaOH溶液反應很難得到NaClO3,試用碰撞理論解釋其原因:___。
(4)電解NaClO3水溶液可制備NaClO4,寫出陽極反應式:___。
【答案】高溫 CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) 大于 0.848p0 Cl2和O2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低 反應Ⅰ的活化能高,活化分子百分數(shù)低,不利于ClO-向ClO3-轉(zhuǎn)化 ClO3-+H2O-2e-=ClO4-+2H+
【解析】
(1)Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1,△S>0,則要△G=△H-T△S<0,須高溫條件下才能自發(fā);
Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1
Ⅱ.CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1
Ⅲ.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
利用ΔH1和ΔH2計算ΔH3時,由蓋斯定律,(Ⅲ-Ⅱ×2-Ⅰ×2)/2得:還需要利用反應CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)的ΔH。
故答案為:高溫;CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g);
(2)根據(jù)圖象可知,進料濃度比相同時,溫度越高HCl平衡轉(zhuǎn)化率越低,說明該反應為放熱反應,升高溫度平衡向著逆向移動,則溫度越高平衡常數(shù)越小,所以反應平衡常數(shù)K(400℃)大于K(500℃);進料濃度比c(HCl):c(O2)的比值越大,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越低,根據(jù)圖象可知,相同溫度時HCl轉(zhuǎn)化率最高的為進料濃度比c(HCl):c(O2)=4:1,該曲線中400℃HCl的平衡轉(zhuǎn)化率為76%。則
p= p0=0.848p0;
進料濃度比c(HCl):c(O2)過低時,O2濃度較大,HCl的轉(zhuǎn)化率較高,但Cl2和O2分離能耗較高,生成成本提高;進料濃度比c(HCl):c(O2)過高時,O2濃度較低,導致HCl的轉(zhuǎn)化率減小;
故答案為:大于;p= p0=0.848p0;Cl2和O2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低;
(3)生成NaClO3的反應分兩步進行:Ⅰ.2ClO-=ClO2-+Cl-,Ⅱ.ClO2-+ClO-=ClO3-+Cl-,常溫下,反應Ⅱ能快速進行,但氯氣與NaOH溶液反應很難得到NaClO3,用碰撞理論解釋其原因:反應Ⅰ的活化能高,活化分子百分數(shù)低,不利于ClO-向ClO3-轉(zhuǎn)化;
答案為:反應Ⅰ的活化能高,活化分子百分數(shù)低,不利于ClO-向ClO3-轉(zhuǎn)化;
(4)電解NaClO3水溶液可制備NaClO4,陽極發(fā)生氧化反應生成ClO4-,陽極反應式:ClO3-+H2O-2e-=ClO4-+2H+。
故答案為:ClO3-+H2O-2e-=ClO4-+2H+。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】S2Cl2是一種重要的化工產(chǎn)品。常溫時是一種有毒并有惡臭的金黃色液體,熔點-76℃,沸點138℃,受熱或遇水分解放熱,放出腐蝕性煙氣,易與水反應,300℃以上完全分解。進一步氯化可得 SCl2, SCl2 是櫻桃紅色液體,易揮發(fā),熔點-122℃,沸點 59℃。SCl2與 S2Cl2 相似,有毒并有惡臭,但更不穩(wěn) 定。實驗室可利用硫與少量氯氣在 110~140℃反應制得 S2Cl2 粗品。
請回答下列問題:
(1)儀器 m 的名稱為______,裝置 D 中試劑的作用是______。
(2)裝置連接順序:______→B→D。
(3)為了提高 S2Cl2 的純度,實驗的關(guān)鍵是控制好溫度和______。
(4)從 B 中分離得到純凈的 S2Cl2,需要進行的操作是______;
(5)若將S2Cl2放入少量水中會同時產(chǎn)生沉淀和兩種氣體。某同學設計了如下實驗方案,測定所得混合氣體中某一成分 X 的體積分數(shù):
①W 溶液可以是______(填標號)。
a H2O2 溶液 b 氯水 c 酸性 KMnO4 溶液 d FeCl3 溶液
②該混合氣體中氣體 X 的體積分數(shù)為______(用含 V、m 的式子表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】含有一定量NaOH溶液中,逐漸通入一定量 CO2,充分反應后,將溶液在一定條件下進行蒸干,得到晶體物質(zhì)。其質(zhì)量m 與通入氣體體積V(CO2)的關(guān)系如圖。如下說法正確的是
A.晶體物質(zhì):a點是NaOH;b點是Na2CO3;c點是NaHCO3
B.a→b 和 b→c 兩段過程得到的晶體,含有相同的晶體物質(zhì)
C.整個過程中的溶液,一定存在恒等式:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CO32-)+c(HCO3-)
D.若通入V2=1.344 L (標況) 氣體,則m2=13.12 g
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:-CHO+(C6H5)3P=CH-R -CH=CH-R + (C6H5)3P=O,R代表原子或原子團,W是一種有機合成中間體,結(jié)構(gòu)簡式為:HOOC-CH=CH-CH=CH-COOH,其合成方法如下:
其中,分別代表一種有機物,合成過程中其他產(chǎn)物和反應條件已略去。
X與W在一定條件下反應可以生成酯N,N的相對分子質(zhì)量為168。
請回答下列問題:
(1)W能發(fā)生反應的類型有__________。(填寫字母編號)
A.取代反應 | B.水解反應 | C.氧化反應 | D.加成反應 |
(2)寫出X與 W在一定條件下反應生成N的化學方程式:___________________。
(3)寫出含有3個碳原子且不含甲基的X的同系物的結(jié)構(gòu)簡式_________________
(4)寫出第②步反應的化學方程式:____________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】向某二元弱酸H2A水溶液中逐滴加入NaOH溶液,混合溶液中lgx(x為或)與pH的變化關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是( )
A.pH=7時,存在c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)
B.直線Ⅰ表示的是lg隨pH的變化情況
C.=10-2.97
D.A2-的水解常數(shù)Kh1大于H2A電離常數(shù)的Ka2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列各對物質(zhì)中,互為同系物的是( )
A.與
B.HCOOCH3與CH3CH2COOH
C.與CH3-CH=CH2
D.C6H5OH與C6H5CH2OH
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料是人類使用的三大類基礎材料,它們以各自的特點滿足著人類多方面的需要。
(1)金屬材料中,有一類貯氫合金能夠結(jié)合氫氣形成金屬化合物,并在一定條件下分解釋放出氫氣,該貯運原理屬于_______變化,鋼鐵是制造輪船的主要金屬材料,船身外通常裝上一定數(shù)目比鐵更活潑的金屬塊以防止腐蝕,該金屬塊可以選擇_______(選填“銅塊”、“鋅塊”、“鉛塊”);
(2)無機非金屬材料中,用于電子工業(yè)的高純碳酸鈣、高純氧化鈣生產(chǎn)流程如下:
請回答下列問題:
①硝酸鈣與碳酸銨在溶液中反應,其基本反應類型為_______;
②實驗室常采用_______操作進行沉淀分離;
③生產(chǎn)高純碳酸鈣時,選擇“220℃恒溫干燥”而不選擇“灼燒”的原因是_______;
④高純氧化鈣生產(chǎn)過程中,“干燥”的主要目的是為了防止______(用化學方程式表示);
(3)有機高分子材料“玉米塑料”,因其可降解被廣泛用來替代一次性泡沫塑料,“玉米塑料”的使用可減少_______污染,20世紀30年代,尼龍因其抽成細絲極像蠶絲而被推向世界,生活中可采用______方法區(qū)分尼龍和蠶絲。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)實驗原理或操作正確的是( )
A.選擇合適的試劑,用圖所示裝置可分別制取少量CO2、NO和O2
B.除去干燥CO2中混有的少量SO2,可將混合氣體依次通過盛有足量酸性KMnO4溶液、濃硫酸的洗氣瓶
C.洗滌沉淀時(如圖),向漏斗中加適量水,攪拌并濾干
D.將碘水倒入分液漏斗,加適量乙醇,振蕩后靜置,可將碘萃取到乙醇中
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖。圖中●和化學式中M分別代表陽離子,圖中○和化學式中N分別代表陰離子,則化學式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為
A.B.
C.D.
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