选考题[化学—选修2:化学与技术](15分)
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。
(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为: ,该反应在 中进行(填仪器名称)。
(2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分利用热能,采用了多层催化剂且有热交换器的 (填仪器名称)中进行反应。在如图所示的装置中,C处流出的气体有 ;SO3进入 (填仪器名称)用 吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸。
(3)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,
结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 。
(4)现在欲提高SO2的反应速率和转化率,下列措施可行的是 。
A、向装置中通入氮气且保持体积不变
B、向装置中通入氧气且保持体积不变
C、添加更多的催化剂
D、降低温度,及时转移SO3
(5)由吸收塔排出的尾气中有SO2的含量如果超过500μL/ L,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式 。
(15分)为了探究H2O2、H2SO3和Br2氧化性的相对强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去)。请回答下列问题:
(1)仪器A的名称_________,其作用是___________。
(2)用仪器B滴加液体并不需要打开玻璃塞c,原因是____________________________。
(3)实验记录如下(请补全空白):
步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
Ⅰ | 打开活塞a,逐滴加入H2SO3溶液至过量 | ________________ | __________________________ |
Ⅱ | 向步骤Ⅰ所得溶液中逐滴加入H2O2溶液 | 刚开始溶液颜色无明显变化,继续滴加,溶液变为橙黄色 | __________________________ |
(4)步骤Ⅱ中,开始时颜色无明显变化的原因是(写出一条)_______________________,
步骤Ⅰ中反应的离子方程式_________________________________________________,
步骤Ⅱ中主要反应的离子方程式_____________________________________________。
(14分)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放。
1.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2 molCO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H=-akJ·mol-1(a>0), 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是________。
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
②下列措施中能使增大的是________(选填编号)。
A.升高温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离
D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
③计算该温度下此反应的平衡常数K=_________。若改变条件 (填选项),可使K=1。
A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂
(2)某甲醇燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为______________________ _________。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解反应的总反应的离子方程式为: 。假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______________(忽略溶液体积变化)。
(3)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-b kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l) △H=-d kJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:________________________ _________。
(14分)甲、乙两同学欲分别完成“钠与氯气反应”的实验。
Ⅰ.甲同学的方案为:取一块绿豆大的金属钠(除去氧化层),用滤纸吸净煤油,放在石棉网上,用酒精灯微热。待钠熔成球状时,将盛有氯气的集气瓶抽去玻璃片后倒扣在钠的上方(装置如图Ⅰ)。该方案的不足之处有 。
Ⅱ.乙同学所采用的装置如图Ⅱ,回答下列问题:
(1)按图Ⅱ组装仪器、添加药品,实验开始后,先将浓盐酸挤入试管,试管中发生反应的离子方程式为 ;待整套装置中 后,点燃酒精灯。
(2)点燃酒精灯后,玻璃管中出现的现象是 。
(3)乙同学欲将虚框内装置改为图Ⅲ所示装置,并测量多余气体的体积。
①为提高测量的准确性,图Ⅲ量气管装置中的液体可用 ;收集完气体后并读数,读数前应进行的操作是冷却至室温并 。
②若未冷却至室温立即按上述操作读数,则会导致所测气体的体积__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③如果开始读数时操作正确,最后读数时俯视右边量气管液面,会导致所测气体的体积__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
实验是化学研究的基础。下列关于各实验装置的叙述正确的是
A.装置③可用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等气体
B.装置②可用于吸收NH3或HCl气体,并防止倒吸
C.装置①常用于分离互不相溶的液体混合物
D.装置④可用于干燥、收集氯化氢,并吸收多余的氯化氢
有关下列图象的说法正确的是
A.图甲中的曲线可以表示某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
B.图乙中①、②曲线分别表示反应M(g)+N(g)→Q(g),ΔH>0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化
C.图丙中的曲线可表示向一定量的氢氧化钠溶液中滴加一定浓度盐酸时的pH变化
D.图丁中开关K置于a或b处均可减缓铁的腐蚀