【題目】甲醇是一種重要的化工原料,有著重要的用途和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)上常用CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H
①已知:aA(g)+bB(g)=xX(g)+yY(g) △H=x△Hm[X(g)]+y△Hm[Y(g)]-a△Hm[A(g)]-b△Hm[B(g)]。
△Hm[X(g)]表示X(g)的摩爾生成焓,其余類推。25℃101kPa時,CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的摩爾生成焓分別為-110.5kJ·mol-1、0、-201.2kJ·mol-1,則上述反應(yīng)的△H=_____。
②某溫度下,向容積為2L的密閉容器中加入1molCO和2molH2,發(fā)生上述反應(yīng),CO轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如圖所示:
該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______;若起始壓強為9MPa,則10min時容器中的壓強為_______;若保持其它條件不變,起始時加入2molCO和2molH2,達到平衡,相應(yīng)的點可能是上圖A、B、C、D中的____。
③若只改變反應(yīng)的一個條件,能使平衡體系中增大的措施有_______________(答出兩點即可)。
④若投料時CO與H2的物質(zhì)的量之比恒定,溫度、壓強對CO平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖所示,如圖中X點的v(逆)____________Y點的v(正)(填“>”“<”或“=”),理由是_____________。
(2)工業(yè)上常用CH3OH來制備HCOOH(甲酸)。已知25℃時,0.1mol·L-1HCOOH溶液的pH為2.3,則甲酸的電離度計算式為______;向0.1mol·L-1HCOOH溶液中加水或加入少量HCOONa晶體時,會引起同樣變化的是_______(填編號)。
A.溶液的pH增大 B.HCOOH的電離程度增大
C.溶液的導(dǎo)電能力減弱 D.溶液中c(OH-)減小
【答案】 -90.7 kJ·mol-1 4.0 L2·mol-2 6.72 Mpa B 降溫,加壓或增加CO的濃度(1分,任答兩點) < Y點對應(yīng)的溫度和壓強(濃度)都比X點高,溫度升高,或壓強增大,都會加快反應(yīng)速率 ×100% (或10-1.3×100%) A
【解析】(1)①根據(jù)摩爾生成焓定義可知,△H=-201.2kJ·mol-1-(-110.5kJ·mol-1)-0=-90.7 kJ·mol-1。
②由圖像可知,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為50%。根據(jù)三段式可知,
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始濃度(mol/L) 0.5 1 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 0.25 0.5 0.25
平衡濃度(mol/L) 0.25 0.5 0.25
則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為=4.0 L2·mol-2。
10min時,CO的轉(zhuǎn)化率為38%。根據(jù)三段式可知,
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始物質(zhì)的量(mol) 1 2 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol) 0.38 0.76 0.38
平衡物質(zhì)的量(mol) 0.62 1.24 0.38
相同的溫度、體積下,壓強之比等于物質(zhì)的量之比, =,解得容器中的壓強為6.72 Mpa。
若保持其它條件不變,起始時加入2molCO和2molH2,化學(xué)反應(yīng)速率更快,達到平衡所需時間比原平衡的短,且CO的轉(zhuǎn)化率更低,故選A。
③若只改變反應(yīng)的一個條件,使平衡體系中增大,可使平衡正向移動,采取的措施有降溫,加壓或增加CO的濃度等。
④由圖可知,圖像上各點都為對應(yīng)溫度下的平衡點,即正逆反應(yīng)速率相等。Y點對應(yīng)的溫度和壓強(濃度)都比X點高,溫度升高,或壓強增大,都會加快反應(yīng)速率,所以圖中X點的v(逆)<Y點的v(正)。
(2)25℃時,0.1mol·L-1HCOOH溶液的pH為2.3,則氫離子濃度為10-2.3 mol·L-1,所以已電離的甲酸濃度為10-2.3 mol·L-1,則甲酸的電離度為 ×100%。
向0.1mol·L-1HCOOH溶液中加水,甲酸的電離平衡正向移動,電離程度增大,但c(H+)減小,溶液的pH增大,溶液的導(dǎo)電能力減弱,c(OH-)增大;加入少量HCOONa晶體時,平衡逆向移動,電離程度減小,c(H+)減小,溶液的pH增大,溶液的導(dǎo)電能力增強,c(OH-)增大;故選A。
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【題目】設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 常溫下,5.6g Fe與含0.2mol HNO3的溶液充分作用,最少會失去電子數(shù)為0.15NA
B. 3g所含的電子數(shù)為1.8NA
C. 常溫下,1L 0.1mol/L AlCl3溶液中陽離子數(shù)目小于0.1NA
D. 15.6g Na2O2 和Na2S的固體混合物中,含有陰離子數(shù)目為0.3NA
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【題目】草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水,而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色,熔點為101℃,易溶于水,受熱脫水、升華,170℃以上分解。請回答下列問題:
(1)甲組同學(xué)按照上圖所示裝置,通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_______,由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有__________。裝置B的主要作用是_____________。
(2)乙組同學(xué)認為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO,為進行驗證,選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進行實驗。
①乙組同學(xué)的實驗裝置中,依次連接的合理順序為A、B_____________。
裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_________________。
②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_________________。
(3)設(shè)計實驗證明:
①草酸的酸性比碳酸的強_____________。
②草酸為二元酸___________________。
(4)草酸和草酸鈉(Na2C2O4)可以在酸性條件下被KMnO4溶液、MnO2氧化,錳元素被還原為+2價。KMnO4溶液和草酸鈉溶液在稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為:________________。
實驗室常用固體草酸鈉測定KMnO4溶液的濃度。準確稱取0.2000g草酸鈉,放入錐形瓶中,加入100mL稀硫酸溶解,用配制好的KMnO4溶液滴定,三次重復(fù)實驗消耗KMnO4溶液的體積分別是16.02mL、16.00 mL、16.01 mL,則KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度的計算式是:c(KMnO4)=_______________。
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【題目】互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)不可能
A.具有相同的相對分子質(zhì)量B.具有相同的熔、沸點
C.具有相同的分子式D.具有相同的組成元素
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【題目】25℃時,調(diào)節(jié)2.0×10-3 mol/L氫氟酸水溶液的pH(忽略體積變化),得到c(HF)、c(F-)與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示。請結(jié)合圖中信息回答下列問題:
(1)HF電離平衡常數(shù)的表達式:Ka=_________。室溫下,向HF溶液中滴加NaOH溶液至pH=3.4時,c(F-)∶c(HF) =_______。HF 的電離常數(shù)值為_______。
(2)將4.0×10-3mol/L的HF溶液與4.0×10-4mol/LCaCl2溶液等體積混合,調(diào)節(jié)混合液pH為4.0(忽略調(diào)節(jié)混合液體積的變化),通過列式計算說明是否有沉淀產(chǎn)生:
______________________________。[已知Ksp(CaF2)=1.5×10-10 ]
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【題目】在下列各反應(yīng)中,乙醇分子斷裂C—O鍵而失去羥基的是
A.乙醇在濃硫酸存在下發(fā)生消去反應(yīng)
B.乙醇與金屬鈉反應(yīng)
C.乙醇氧化為乙醛
D.與乙酸反應(yīng)生成乙酸乙酯
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【題目】KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽,在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中,采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示。
回答下列問題:
(1)為盡量少引入雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用NaOH溶液,若選用H2SO4溶液,其后果是_________。
(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________;濾液A中的某種離子與NH4+,HCO3-均能反應(yīng)生成沉淀B,該離子與NH4+反應(yīng)的離子方程式為___________。
(3)Al(OH)3在水中存在兩種電離方式,其中:Al(OH)3(aq)AlO2-+H+(aq)+H2O(l) Ka=2.0×10-13(25℃),則25℃時Al(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________________(列出含Kw、Ka的表達式并計算)
(4)明礬與硫磺焙燒時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:KAl(SO4)2·12H2O+SK2SO4+Al2O3+SO2↑+H2O(未配平),配平后的化學(xué)計量數(shù)依次為____________;每生成67.2L標(biāo)準狀況下的SO2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________;焙燒產(chǎn)生的SO2經(jīng)催化氧化、吸收等過程可制得硫酸,若SO2催化氧化時的轉(zhuǎn)化率為96.0%,則理論上用該法生成硫酸時硫元素的總轉(zhuǎn)化率為__________。
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【題目】取ag某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒,將其產(chǎn)物跟足量的過氧化鈉固體完全反應(yīng),反應(yīng)后固體的質(zhì)量恰好也增加ag.下列物質(zhì)中不能滿足上述結(jié)果的是( )
A. H2 B. CO C. CH4 D. H2和CO的混合氣體
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【題目】利用鉛蓄電池對下圖裝置進行供電,能模擬植物光合作用,將簡單無機物轉(zhuǎn)化為O2和C3H8O,下列說法不正確的是
A. 該裝置實現(xiàn)了將太陽能、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. b極上每生成0.1molO2,鉛蓄電池的負極增重19.2g
C. a極上每生成0.1molC3H8O,有1.8mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
D. 質(zhì)子交換膜的作用是傳導(dǎo)電子、平衡電荷,溝通回路
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