【知识点详解】
1. 新能源的特点与类型:新能源是指传统能源之外的各种能源形式,具有资源丰富、环境污染小、可再生等特点。题目中提到的未来新能源标准包括太阳能、生物质能、风能和氢能,这些都是清洁、可持续的能源。天然气、煤、石油等虽然广泛使用,但因其不可再生和环境污染问题,不属于未来的新能源。
2. 化学反应的能量变化:化学反应中的能量变化通常体现在反应热上,也就是焓变(ΔH)。题目中给出了氢气与氯气反应生成氯化氢气体的键能信息,通过计算得出每生成2摩尔HCl气体,反应的ΔH等于-183 kJ/mol。这表示反应是放热的,因为反应物的键能总和大于生成物的键能总和。
3. 反应速率与浓度变化:在化学反应中,可以通过反应物或生成物的浓度变化来衡量反应速率。题目中1分钟后NH3减少了0.12 mol,容器体积为2升,所以每秒钟NH3的浓度变化是0.12 mol/60 s = 0.002 mol/L,因此答案是C,NH3的浓度每秒减少0.002 mol/L。
4. 平衡常数与催化剂:平衡常数只受温度影响,不因催化剂的存在而改变。催化剂可以改变化学反应速率,但不会改变反应的平衡位置。题目中的催化加氢反应在降低温度时,虽然反应速率可能会减慢,但平衡常数保持不变,CO的浓度也不会因催化剂而减小。
5. 平衡常数的计算:化学反应的平衡常数K是反应物和生成物浓度的函数。当反应方程式发生反转时,平衡常数K会变成其倒数的平方。所以,由SO2(g) + 1/2O2(g) → SO3(g)的K1=50,可推算出2SO3(g) → 2SO2(g) + O2(g)的平衡常数K2=1/K1^2=1/(50^2)=4×10^-4。
6. 勒夏特列原理的应用:勒夏特列原理描述了在封闭系统中,如果外部条件改变,平衡会向减弱这种改变的方向移动。A、B、D选项都能用勒夏特列原理解释,但C选项催化剂不改变平衡位置,只是加速反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释。
7. 水的电离平衡:加酸或碱会抑制水的电离,因为它们提供了H+或OH-;加某些盐如强酸弱碱盐或强碱弱酸盐可以促进水的电离;升高温度,水的电离程度增大,pH值减小,但KW=10^-14仅在常温下适用。
8. 实验测量精度:量筒和天平的精确度有限,10mL量筒只能精确到0.1mL,托盘天平精确到0.1g;广泛pH试纸只能测整数pH;25mL滴定管能读到0.01mL,所以D选项正确。
9. 氨水与盐酸混合:氨水和盐酸等体积混合时,如果两者浓度相等,最终会形成NH4Cl溶液,根据NH4+的水解,c(NH4+)不一定等于c(Cl-)。如果a>b,氨水过量,溶液可能呈碱性,但c(OH-)不一定大于c(H+),因为还需考虑水解程度。如果a<b,盐酸过量,溶液肯定显酸性,c(OH-)小于c(H+)。
10. 离子共存:A选项中HCO3-与Al3+会发生双水解反应而不共存;B选项中的离子在碱性环境中可以共存;C选项在酸性环境中Fe2+会被NO3-氧化;D选项未指明溶液性质,无法确定离子是否共存。
11. 沉淀剂的选择:通过比较不同化合物的溶解度,可以看出PbS的溶解度最小,因此作为沉淀剂最能有效沉淀Pb2+。
12. 溶液蒸发结晶:AlCl3在加热时会水解生成Al(OH)3和HCl,随着HCl挥发,最后留下Al(OH)3;NaHCO3加热分解生成Na2CO3;KMnO4受热分解;只有MgSO4在加热蒸发后仍能得到原溶质。
13. 电化学腐蚀:电化学腐蚀是金属腐蚀的一种,涉及到电极电位差,导致电子转移,加速金属的氧化过程。
这些化学知识点涵盖了新能源、化学反应热、化学平衡、水的电离、实验操作精度、离子共存、沉淀剂选择以及溶液蒸发结晶等多个方面。