x
1000 c mol 87
3000 c求得:x= mol(MnSO4总的物质的量)
435MnO2+ SO2 === MnSO4 1 mol 1 mol
求得:y=0.4ab mol
3000 c除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰相当于MnO2的物质的量=x-y= mol-0.4ab
4353000c87 g·mol
mol,则所引入的锰相当于MnO2的质量=( mol-0.4ab mol)×-1=
4351000 g·kg(1500c-87ab)
kg。
2500
11 [2014·重庆卷] 氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。
(1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为________。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应得到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为__________________________________________,反应消耗1 mol NaBH4时转移的电子数目为________。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
Pt-Sn/Al2O3
(g) 高温 (g)+3H2(g)。
在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L,平衡时苯的浓度为b mol·L,该反应的平衡常数K=________。
(4)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。
-1
-1
-1
1000a×b%×89.6%
mol y
22.4y ①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示) ②生成目标产物的电极反应式为__________________。
③该储氢装置的电流效率η=____________________。(η=×100%,计算结果保留小数点后1位)
11.[答案] (1)H2O
(2)NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 4NA或2.408×10 27b3-3
(3) mol·L a-b4
24
生成目标产物消耗的电子数
转移的电子总数
(4)①A→D ②C6H6+6H+6e===C6H12 ③64.3%[解析] (2)B元素反应前后化合价不变,则依反应生成物是NaBO2可知,反应前NaBH4中B的化合价也是+3价,则H为-1价,水中氢元素化合价为+1价,发生归中反应生成氢气;根据氢元素化合价可确定失去电子数。(3)根据化学方程式可知,生成H2为3b mol/L,消耗环戊烷b mol/L,则平衡时环戊烷为(a-b) mol/L,进而列式确定平衡常数。(4)①苯生成环戊烷是得氢反应,为还原反应,即电极D是阴极,电极E是阳极,导线中电子移动方向A→D;②目标产物是环戊烷,氢离子通过质子交换膜向阴极移动,则电极反应式为C6H6+6H+6e===C6H12;③阳极生成2.8 mol气体,该气体是OH在阳极放电产生的氧气,转移电子11.2 mol;设阴极消耗苯的物质的量是x mol,同时生成x mol环戊烷,依电极反应式可知转移的电子为6x mol,则根据电子守恒知,同时生成氢气是(11.2 mol-6x mol)÷2=5.6 mol-3x mol;2.4-x6?1.2依据混合气体成分可列式 =10%,解得x=1.2,因此储氢装置的电流效率为=10+5.6-3x11.264.3%。
3.[2014·海南卷] 以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )
A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体 C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH变小
3.D [解析] 阳极上是I放电生成I2,C项正确;阴极上H放电生成H2和OH,故阴极附近溶液呈红色,阴极逸出气体,溶液的pH 变大,A、B项正确,D项错误。
26. [2014·北京卷] (14分)
NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
-
+
-
+
-
-
+-
(1)Ⅰ中,NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是_________________________。 (2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)。在其他条件相
同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。
①比较p1、p2的大小关系:________。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是________。 (3)Ⅲ中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。 ①已知:2NO2(g)
N2O4(g) ΔH1 2NO2(g)
N2O4(l) ΔH2
下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)________。
A B C
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是________________________________________。 (4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充A。A是________,说明理由:________________________________________。
催化剂
26.(1)4NH3+5O2=====△4NO+6H2O (2)①p1<p2 ②减小
(3)①A ②2N2O4+O2+2H2O===4HNO3
电解
(4)NH3 根据反应:8NO+7H2O=====3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多 [解析] (1)氨的催化氧化的反应方程式为 催化剂
4NH3+5O2=====△4NO+6H2O。 (2)①由2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)可知该反应为气体体积减小的反应,温度相同,增大压强,
平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,根据图示和坐标含义,判断p1 常数减小。 (3)①降低温度,NO2(g)转变为N2O4(l),则ΔH2<0,反应物能量高于生成物能量,C错误; N2O4(g)转变为N2O4(l)需要放出热量,所以NO2(g)转变为N2O4(g)比NO2(g)转变为N2O4(l)放出的热量少,B错误,所以正确的图示为A;②N2O4、O2和H2O反应生成硝酸的反应方程式为2N2O4+ O2+2H2O===4HNO3。 (4)根据工作原理装置图,可以确定阳极为NO失去电子转变为NO3,阴极NO转变为NH4,根据电极反应书写电极反应式为: 阳极:NO-3e+2H2O===NO3+4H 阴极:NO+5e+ 6H===NH4+ H2O 然后根据得失电子守恒,硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多,所以需要向溶液中加入电解 的物质为NH3(即8NO+7H2O=====3NH4NO3+2HNO3)。 27. [2014·浙江卷] 煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaSO4(s)+4CO(g)请回答下列问题: (1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________。 (2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp=________(用表达式表示)。 (3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1 )大于反应Ⅱ的速率(v2 ),则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。 (4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是____________________________________________________________________。 CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4 kJ·mol(反应Ⅰ) CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol(反应Ⅱ) -1 -1 - + + - - + - + A B C D (5)图(a)为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________。 A.向该反应体系中投入石灰石