【題目】甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)用作全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的敏化劑,可由CH3NH2、PbI2及HI為原料合成,回答下列問題:
(1)制取甲胺的反應(yīng)為CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:
共價鍵 | C—O | H—O | N—H | C—N | C—H |
鍵能/kJ·mol-1 | 351 | 463 | 393 | 293 | 414 |
則該反應(yīng)的ΔH=____kJ·mol-1。
(2)上述反應(yīng)中所需的甲醇工業(yè)上利用水煤氣合成CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。在一定條件下,將1 mol CO和2 mol H2通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),當(dāng)改變某一外界條件(溫度或壓強(qiáng))時,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)變化趨勢如圖所示:
①平衡時,M點(diǎn)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%,則CO的轉(zhuǎn)化率為___。
②X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)____ (填“大”或“小”)。某同學(xué)認(rèn)為上圖中Y軸表示溫度,你認(rèn)為他判斷的理由是_________________。
(3)工業(yè)上可采用CH3OHCO+2H2 來制取高純度的CO和H2。我國學(xué)者采用量子力學(xué)方法,通過計(jì)算機(jī)模擬,研究了在鈀基催化劑表面上甲醇制氫的反應(yīng)歷程,其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。
甲醇(CH3OH)脫氫反應(yīng)的第一步歷程,有兩種可能方式:
方式 A:CH3OH* →CH3O* +H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B:CH3OH* →CH3* +OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推測,甲醇裂解過程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為___(填A、B)。
下圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖。
該歷程中,放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為________。
(4)PbI2與金屬鋰以LiI-Al2O3固體為電解質(zhì)組成鋰碘電池,其結(jié)構(gòu)示意圖如下,電池總反應(yīng)可表示為:2Li+PbI2=2LiI+Pb,則b極上的電極反應(yīng)式為:_____。
(5)CH3NH2的電離方程式為CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-電離常數(shù)為kb,已知常溫下pkb=-lgkb=3.4,則常溫下向CH3NH2溶液滴加稀硫酸至c(CH3NH2)=c(CH3NH3+)時,溶液pH=______。
【答案】-12 25% 小 隨著Y值的增大,φ(CH3OH)減小,平衡CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,故Y為溫度 A CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*) PbI2+2e-=Pb+2I- 或PbI2+2e-+2Li+=Pb+2LiI 10.6
【解析】
(1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物總鍵能減去生成物總鍵能,則CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)的△H=[351+414×3+463+393×3-(414×3+293+393×2-463×2)]kJ/mol=-12kJ/mol;
(2)①初始投料為1 mol CO和2 mol H2,設(shè)轉(zhuǎn)化的CO的物質(zhì)的量為x,列三段式有:
CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%,則有=10%,解得x=0.25mol,所以CO的轉(zhuǎn)化率為=25%;
②X表示壓強(qiáng),該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,則CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)也越大,b點(diǎn)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)大于a點(diǎn)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH),則X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)小;由圖可知,隨著Y值減小,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)增大,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)也越大,故Y表示溫度;
(3)方式A所需活化能更低,反應(yīng)速率更快,更容易進(jìn)行,所以甲醇裂解過程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為A;由圖象可知,相對能量從112降至-65時,放出的熱量最多,放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*);
(4)根據(jù)電池總反應(yīng)可知Li被氧化,應(yīng)為負(fù)極,則b即正極,得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)總反應(yīng)可知電極反應(yīng)為PbI2+2e-=Pb+2I- 或PbI2+2e-+2Li+=Pb+2LiI;
(5)根據(jù)題意kb==10-3.4,所以當(dāng)c(CH3NH2)=c(CH3NH3+)時,溶液中c(OH-)=10-3.4mol/L,則c(H+)=10-10.6mol/L,所以pH=10.6。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對于反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在其他條件不變的情況下
A. 加入催化劑,改變了反應(yīng)的途徑,反應(yīng)的ΔH也隨之改變
B. 增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率都減小
C. 升高溫度, 正反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率增大, 逆反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率減小
D. 對該反應(yīng)來說,無論反應(yīng)進(jìn)行到何時,混合氣體的總物質(zhì)的量不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知25 ℃時部分弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)數(shù)據(jù)如下表:
弱酸化學(xué)式 | HSCN | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
電離平衡常數(shù) | 1.3×101 | 1.7×105 | 6.2×1010 | K1=4.3×107 K2=5.6×1011 |
回答下列問題:
(1)寫出碳酸的第一級電離平衡常數(shù)表達(dá)式:K1=_______________________。
(2)等物質(zhì)的量濃度的a.CH3COONa、b.NaCN、c.Na2CO3、d.NaHCO3溶液的pH由大到小的順序?yàn)?/span>________(填字母)。
(3)常溫下,0.1 mol·L1的CH3COOH溶液加水稀釋過程中,下列表達(dá)式的數(shù)據(jù)變大的是________(填序號)
A.[H+] B.[H+]/[CH3COOH]
C.[H+]·[OH] D.[OH]/[H+]
(4)體積均為100 mL pH=2的CH3COOH與一元酸HX,加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù)________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的電離平衡常數(shù)。
(5)寫出少量CO2通入次氯酸鈉溶液中的離子方程式:_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】COCl2俗名稱作光氣,是有毒氣體。在一定條件下,可發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH<0 下列有關(guān)說法不正確的是
A. 在一定條件下,使用催化劑能加快反應(yīng)速率
B. 當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時,恒溫恒壓條件下通入Ar,COCl2的轉(zhuǎn)化率不變
C. 單位時間內(nèi)生成CO和消耗Cl2的物質(zhì)的量比為1∶1時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D. 平衡時,其他條件不變,升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法。
(1)從煉鐵高爐口排出的尾氣中含有一定量的有毒氣體___(填化學(xué)式),會污染空氣。100多年前,人們曾耗巨資改建高爐,結(jié)果尾氣中的該物質(zhì)含量并未減少。高爐煉鐵的主要反應(yīng)方程式為(設(shè)鐵礦石用磁鐵礦)____。
(2)已知:①4Fe(s) + 3O2=2Fe2O3(s) ΔH1
②4Fe3O4(s)+O2(g)=6Fe2O3(s) ΔH2
③3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔH3
則ΔH2=___(用含上述ΔH的代數(shù)式表示)。
(3)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是鐵的一種重要化合物,可用電解法制備,陽極材料為鐵,其電解質(zhì)溶液應(yīng)選用___(填H2SO4、HNO3、KOH、NaOH、Na2SO4)溶液,陽極反應(yīng)式為___。
(4)某溫度下,HX的電離平衡常數(shù)K=1×10-5。則該溫度下0.100mol/L的HX溶液中c(H+)=___(平衡時HX的濃度以0.100mol/L計(jì),水的電離忽略不計(jì)。)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入500 mL稀硫酸中,固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如下圖所示。則下列說法正確的是( )
A.Mg和Al的總質(zhì)量為8 g
B.原稀硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol·L-1
C.生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L
D.NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列事實(shí)不能用勒夏特列原理來解釋的是
A. 用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
B. 合成氨工業(yè)選擇高溫(合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng))
C. 增大壓強(qiáng),有利于SO2和O2反應(yīng)生成SO3
D. 在Fe3++3SCN-Fe(SCN)3反應(yīng)達(dá)平衡時,增加KSCN的濃度,體系顏色變深
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【題目】從古至今,鐵及其化合物在人類的生產(chǎn)生活中都起了巨大的作用。
(1)實(shí)驗(yàn)室在配制 FeSO4溶液時為了防止 FeSO4溶液變質(zhì),經(jīng)常向其中加入鐵粉,其原因是______________(用離子方程式表示)。
(2)向FeSO4溶液中滴加氨水的現(xiàn)象為 ______________________,請用化學(xué)用語解釋出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因___________________;_____________________
(3)現(xiàn)有配制所得的 100mL 6mol/L FeSO4溶液,往其中滴入一定量稀硝酸,請回答下列問題:
①配平該反應(yīng)的離子方程式:____Fe2+____NO3-+____H+ = ___Fe3++____NO↑+_____H2O(在橫線上寫上化學(xué)計(jì)量數(shù))
②要檢驗(yàn)該反應(yīng)后的溶液中是否還含有 Fe2+,可選用下列的一種試劑為_______
A.酸性 KMnO4 溶液 B.KSCN 溶液 C. Cl2
③寫出上述②的具體實(shí)驗(yàn)方案(含操作、現(xiàn)象、結(jié)論):____________________。
④經(jīng)檢驗(yàn),上述反應(yīng)后的溶液中不存在 Fe2+,則該反應(yīng)過程中產(chǎn)生的 NO 體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)____________________L。
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了二氧化碳與過氧化鈉的反應(yīng)后,對過氧化鈉與二氧化硫的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
(1)提出假設(shè):
假設(shè)1. 固體產(chǎn)物是Na2SO3
假設(shè)2. _________________________
假設(shè)3. 固體產(chǎn)物是Na2SO3和Na2SO4的混合物。
(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:用如圖所示裝置對上述假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)儀器a的名稱為__________,裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:________________________。
(2)裝置B的作用為________________________,裝置D中試劑的名稱為________。
(3)裝置C中固體完全反應(yīng)后,得到白色固體,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)操作 | 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 |
步驟1.取少量白色固體于試管中,加入足量的稀鹽酸,將生成的氣體通入品紅溶液。 | 若_____________,說明白色固體中含有Na2SO3。 |
步驟2.在步驟1反應(yīng)后的溶液中加入________ | 若_____________,說明白色固體中含有Na2SO4。 |
通過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)上述兩個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均有,則說明假設(shè)3正確。
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