【題目】化學(xué)學(xué)科理論和實(shí)踐的發(fā)展遵循其內(nèi)在規(guī)律,在相近的知識(shí)體系間有著密切關(guān)聯(lián)性。
I.分析下列有關(guān)電化學(xué)裝置圖
(1)圖2裝置原電池相比圖1裝置原電池可獲得較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定的電流,原因是_________________________________。
(2)將圖2裝置中CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液,鹽橋用銅導(dǎo)線(xiàn)代替后變?yōu)閳D3裝置,該裝置從左到右電極名稱(chēng)依次是_________________________________。
(3)圖4裝置中d處電極反應(yīng)式為:______________________。
(4)根據(jù)相同原理,圖5裝置中兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生,___________處能析出銅。
Ⅱ·溫室效應(yīng)使地球變曖成為人類(lèi)社會(huì)急需解決的重要環(huán)境問(wèn)題。研究表明,在 Cu/ZnO催化劑存在下,H2可還原CO2,發(fā)生如下兩個(gè)平行反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ ·mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
相同投料和壓強(qiáng)下,經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
注:M--Cu/ZnO納米棒;N--Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0 kJ·mol-1,請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)△H的影響):
(1)有利于生成甲醇反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______________。
(2)提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有___________。
A.使用催化劑M B.使用催化劑N
C.降低反應(yīng)溫度 D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是____________________________________________。
【答案】氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)域進(jìn)行 負(fù)極、正極、陽(yáng)極、陰極 2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH- m、n、左側(cè)石墨電極 c(CH3OH)·c(H2O)/[c(CO2)·c3(H2)] CD 此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同
【解析】
I.(1)根據(jù)圖1和圖2裝置,圖2裝置可獲得較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定電流的原因是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)域進(jìn)行;
(2)圖3中左側(cè)裝置為原電池,右側(cè)裝置為電解池,Zn比銅活潑,左側(cè)中Zn為負(fù)極,Cu為正極,右側(cè)裝置從左向右分別為陽(yáng)極、陰極;
(3)裝置右端石墨為陽(yáng)極,則d極為陰極,根據(jù)電解原理,d極反應(yīng)式為:2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(4)根據(jù)電解原理,左側(cè)石墨為陰極,右側(cè)石墨為陽(yáng)極,圖5中應(yīng)有三個(gè)電解池,能析出金屬銅的是m、n、左側(cè)石墨電極;
II.(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義,生成甲醇反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CH3OH)·c(H2O)/[c(CO2)·c3(H2)];
(2)A、催化劑對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響,故A不符合題意;
B、根據(jù)A選項(xiàng)分析,故B不符合題意;
C、該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低反應(yīng)溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故C符合題意;
D、投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故D符合題意;
E、增大CO2和H2的初始投料比,即增大CO2的量,雖然平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率降低,故E不符合題意;
(3)催化劑對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響,根據(jù)表中數(shù)據(jù),說(shuō)明反應(yīng)未達(dá)到平衡,因此原因:此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在1L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 溫度/℃ | 起始時(shí)物質(zhì)的量/mol | 平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol | |
n(X) | n(Y) | n(M) | ||
① | 700 | 0.10 | 0.10 | 0.09 |
② | 800 | 0.20 | 0.20 | 0.10 |
③ | 800 | 0.20 | 0. 30 | a |
④ | 900 | 0.10 | 0.15 | b |
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 實(shí)驗(yàn)①中,若5min時(shí)測(cè)得n(M) =0.05mol,則0至5min時(shí)間內(nèi),用N表示的平均反應(yīng)速率v(N) =0.01 mol/( L·min)
B. 實(shí)驗(yàn)②中,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 1.0
C. 實(shí)驗(yàn)③中,達(dá)到平衡時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為60%
D. 實(shí)驗(yàn)④中,達(dá)到平衡時(shí),b>0.06
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鐵被譽(yù)為“第一金屬”,鐵及其化合物在生活中有廣泛應(yīng)用。
(1)基態(tài)Fe3+的電子排布式為_________________。
(2)實(shí)驗(yàn)室用KSCN溶液、苯酚()檢驗(yàn)Fe3+。N、O、S的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______(用元素符號(hào)表示),苯酚中碳原子的雜化軌道類(lèi)型為_______。
(3)FeCl3的熔點(diǎn)為306℃,沸點(diǎn)為315℃。FeCl3的晶體類(lèi)型是________。FeSO4常作補(bǔ)鐵劑,SO42-的立體構(gòu)型是__________。
(4)羰基鐵[Fe(CO)5]可用作催化劑、汽油抗暴劑等。1 mol Fe(CO)5分子中含________molσ鍵,與CO互為等電子體的離子是__________(填化學(xué)式,寫(xiě)一種)。
(5)氮化鐵晶體的晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個(gè)數(shù)之比為_____。
(6)氧化亞鐵晶體的晶胞如圖2所示。已知:氧化亞鐵晶體的密度為ρg·cm-3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中,與Fe3+緊鄰且等距離的Fe2+數(shù)目為_____;Fe2+與O2-的最短核間距為___________pm。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于金屬鋁及氧化鋁說(shuō)法不正確的是( )
A.鋁合金具有密度小、高強(qiáng)度及較好的可塑性,可用于制飛機(jī)骨架等。
B.鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式
C.由于表面存在致密的氧化鋁,因此金屬鋁在空氣中有良好的抗腐蝕性。
D.氧化鋁是一種高硬度、高熔沸點(diǎn)的化合物,紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分是氧化鋁。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某無(wú)色透明的溶液中,能大量共存的離子組是( )
A. Ag+、K+、NO3﹣、Cl﹣ B. Ca2+、Fe3+、Cl﹣、NO3﹣
C. Mg2+、Na+、Cl﹣、SO42﹣ D. H+、NH4+、Na+、CH3COO﹣
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) | 溫度/℃ | 起始時(shí)物質(zhì)的量/mol | 平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol | ||
n(X) | n(Y) | n(M) | |||
① | 700 | 0.40 | 0.10 | 0.090 | |
② | 800 | 0.10 | 0.40 | 0.080 | |
③ | 800 | 0.20 | 0.30 | a | |
④ | 900 | 0.10 | 0.15 | b | |
下列說(shuō)法正確的是( )
A. 實(shí)驗(yàn)①中,若5 min時(shí)測(cè)得n(M)=0.050 mol,則0至5 min時(shí)間內(nèi),用N表示的平均反應(yīng)速率v(N)=1.0×10-2 mol·L-1·min-1
B. 實(shí)驗(yàn)②中,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.0
C. 實(shí)驗(yàn)③中,達(dá)到平衡時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為60%
D. 實(shí)驗(yàn)④中,達(dá)到平衡時(shí),b>0.060
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲~辛等元素在周期表中的相對(duì)位置如下表。甲與戊的原子序數(shù)相差3,戊的一種單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì),丁與辛屬同周期元素,下列判斷正確的是( )
A.金屬性:甲>乙>丁
B.原子半徑:辛>己>戊
C.丙與庚的原子核外電子數(shù)相差3
D.乙的單質(zhì)在空氣中燃燒生成只含離子鍵的化合物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)長(zhǎng)期露置于空氣中會(huì)變質(zhì),且變質(zhì)過(guò)程中涉及氧化還原反應(yīng)的是
①Na ②NaOH ③FeSO4 ④氯水
A.①②B.②③C.①③④D.②③④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A. 聚乙烯塑料和天然橡膠均不能使溴水褪色
B. 2-丁烯分子中所有原子有可能在同一平面
C. 丙烯和環(huán)己烷的二氯代物的數(shù)目相同(不考慮立體異構(gòu))
D. 將溴乙烷和氫氧化鈉的乙醇溶液共熱產(chǎn)生的氣體通入溴水中,溶液褪色,說(shuō)明有乙烯生成
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