某實(shí)驗(yàn)小組用燃燒分析法測定某有機(jī)物中碳和氫等元素的含量,隨后又對其進(jìn)行了性質(zhì)探究。將已稱量的樣品置于氧氣流中,用氧化銅作催化劑,在高溫條件下樣品全部被氧化為水和二氧化碳,然后分別測定生成的水和二氧化碳。實(shí)驗(yàn)可能用到的裝置如下圖所示,其中A、D裝置可以重復(fù)使用。
請回答下列問題:
(1)請按氣體流向連接實(shí)驗(yàn)裝置B→ →C→A→D→ (用裝置編號填寫)。
(2)B裝置中制O2時(shí)所用的藥品是 。實(shí)驗(yàn)中,開始對C裝置加熱之前,要通一段時(shí)間的氧氣,目的是 ;停止加熱后,也要再通一段時(shí)間的氧氣,目的是 .。
(3)已知取2.3g的樣品X進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),經(jīng)測定A裝置增重2.7g,D裝置增重4.4g。試推算出X物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)式 。
(4)該小組同學(xué)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)測得:2.3g的 X與過量金屬鈉反應(yīng)可放出560mLH2(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下),且已知X分子只含一個(gè)官能團(tuán)。查閱資料后,學(xué)生們又進(jìn)行了性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)一:X在一定條件下可催化氧化最終生成有機(jī)物Y;實(shí)驗(yàn)二:X與Y在濃硫酸加熱條件下生成有機(jī)物Z。則:①寫出實(shí)驗(yàn)二中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
② 除去Z中混有的Y所需的試劑和主要儀器是 、 。
(5)若已知室溫下2.3g液態(tài)X在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)可放出68.35kJ的熱量,寫出X在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式 。
(1)A; D;(2)H2O2和MnO2或Na2O2和H2O;趕出裝置中的二氧化碳和水蒸氣等;將燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣徹底排出,并完全吸收;(3)C2H6O;
(4)① CH3COOH + C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O
② 飽和Na2CO3溶液、分液漏斗
(5)C2H5OH(l)+3O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l);△H="-1367" kJ/mol
解析試題分析:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的、原理及裝置的作用確定裝置的連接次序;本實(shí)驗(yàn)為燃燒法確定有機(jī)物的組成。實(shí)驗(yàn)過程中,為保持測定結(jié)果的準(zhǔn)確性,必須防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾。裝置B為氧氣的發(fā)生裝置,制得的氧氣中含有水蒸氣,必須除去,應(yīng)連接裝有濃硫酸的洗氣瓶,然后連接裝置C,發(fā)生主體反應(yīng),再用裝有濃硫酸的洗氣瓶吸收水蒸氣,用裝有堿石灰的U形管吸收二氧化碳,最后再用裝有堿石灰的U形管防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾,按氣體流向連接實(shí)驗(yàn)裝置B→A →C→A→D→D;(2)B裝置為固液不加熱制氣體的發(fā)生裝置,用該裝置制O2時(shí)所用的藥品是H2O2和MnO2或Na2O2和H2O;實(shí)驗(yàn)中,為保持測定結(jié)果的準(zhǔn)確性,必須防止空氣中二氧化碳和水蒸氣的干擾,則開始對C裝置加熱之前,要通一段時(shí)間的氧氣,目的是趕出裝置中的二氧化碳和水蒸氣等;停止加熱后,也要再通一段時(shí)間的氧氣,目的是將燃燒生成的二氧化碳和水蒸氣徹底排出,并完全吸收;(3)根據(jù)題意知,A裝置增重的2.7g為生成水的質(zhì)量,物質(zhì)的量為0.15 mol ,則有機(jī)物中氫原子的物質(zhì)的量為0.3mol,氫元素質(zhì)量為0.3g;D裝置增重的4.4g為二氧化碳的質(zhì)量,物質(zhì)的量為0.1mol,則有機(jī)物中碳原子的物質(zhì)的量為0.1mol,碳元素質(zhì)量為1.2g;則有機(jī)物中一定含有氧元素。氧元素質(zhì)量為:m(O)=2.3-1.2-0.3=0.8g,氧原子的物質(zhì)的量為0.05mol,所以實(shí)驗(yàn)式為:C2H6O;(4)根據(jù)X的實(shí)驗(yàn)式及題給信息判斷,X為乙醇,Y為乙酸,Z為乙酸乙酯。①實(shí)驗(yàn)二中的反應(yīng)為乙酸和乙醇的酯化反應(yīng),化學(xué)方程式CH3COOH + C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O;② 除去乙酸乙酯中混有的乙酸所需的試劑為飽和Na2CO3溶液,方法為分液,用到的主要儀器是分液漏斗;(5)根據(jù)題給信息寫出乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)+3O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l);△H="-1367" kJ/mol。
考點(diǎn):考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作,有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定、乙醇的性質(zhì)、熱化學(xué)方程式的書寫。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
天然氣、重油、煤都可以與水反應(yīng)制得氫氣。下表是某合成氨廠采用不同原料時(shí)的相對投資費(fèi)用和能量消耗的數(shù)據(jù)。
原料 | 天然氣 | 重油 | 煤 |
相對投資費(fèi)用 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
能量消耗/J·t-1 | 28×109 | 38×109 | 48×109 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)A,可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。
反應(yīng)A:4HCl+O22Cl2+2H2O
(1)已知:ⅰ.反應(yīng)A中,4 molHCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量。
ⅱ.
①H2O的電子式是________。
②反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是______________________________________。
③斷開1 mol H—O鍵與斷開1 mol H—Cl鍵所需能量相差約為________kJ,H2O中H—O鍵比HCl中H—Cl鍵(填“強(qiáng)”或“弱”)________。
(2)對于反應(yīng)A,下圖是在4種投料比[n(HCl):n(O2),分別為1:1、2:1、4:1、6:1]下,反應(yīng)溫度對HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。
①曲線b對應(yīng)的投料比是________。
②當(dāng)曲線b、c、d對應(yīng)的投料比達(dá)到相同的HCl平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),對應(yīng)的反應(yīng)溫度與投料比的關(guān)系是______________________________。
③投料比為2:1、溫度為400℃時(shí),平衡混合氣中Cl2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
硫的化合物在生產(chǎn)和科研中發(fā)揮著重要作用。
(1)SO2Cl2常用于制造醫(yī)藥品、染料、表面活性劑等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97.3 kJ·mol-1。某溫度時(shí)向體積為1 L的恒容密閉容器中充入0. 20mol SO2Cl2,達(dá)到平衡時(shí),容器中含0.18mol SO2,則此過程反應(yīng)吸收的熱量為_____kJ,該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____。將上述所得混合氣體溶于足量BaCl2溶液中,最終生成沉淀的質(zhì)量為_______。
(2)工業(yè)上制備硫酸的過程中存在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1400℃,1.01×105Pa,向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量 SO2和O2,n(SO3)和n(O2)隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。
①0~20min反應(yīng)的平均速率υ(O2)=___________。
②下列敘述正確的是 。
a.A點(diǎn)υ正(SO2)>υ逆(SO2)
b.B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
c.C點(diǎn)和D點(diǎn)n(SO2)相同
d.其它條件不變,500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,n(SO3)比圖中D點(diǎn)的值大
(3)工業(yè)上用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2。將煙氣通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液,當(dāng)溶液pH約為6時(shí),Na2SO3溶液吸收SO2的能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑。此時(shí)溶液中c (SO32-)的濃度是0.2 mol·L-1,則溶液中c(HSO3-)是_________mol·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
煤制備CH4是一種有發(fā)展前景的新技術(shù)。
I. 煤炭氣化并制備CH4包括以下反應(yīng):
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) ΔH 1 = +131 kJ/mol
CO(g) + H2O(g)=CO2 (g)+ H2(g) ΔH 2 = ?41 kJ/mol
CO(g) + 3H2 (g)=CH4 (g)+ H2O(g) ΔH 3 = ?206 kJ/mol
(1)寫出煤和氣態(tài)水制備CH4(產(chǎn)物還有CO2)的熱化學(xué)方程式 。
(2)煤轉(zhuǎn)化為水煤氣(CO和H2)作為燃料和煤直接作為燃料相比,主要的優(yōu)點(diǎn)有 。
(3)寫出甲烷—空氣燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)中負(fù)極的電極反應(yīng)式 。
II. 對以上反應(yīng)CO(g) + H2O(g) CO2 (g)+ H2(g) ΔH 2 = ?41 kJ/mol,起始時(shí)在密閉容器中充入1.00 molCO和1.00 molH2O,分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn),探究影響平衡的因素(其它條件相同且不考慮任何副反應(yīng)的影響)。實(shí)驗(yàn)條件如下表:
實(shí)驗(yàn)編號 | 容器體積/L | 溫度/°C |
① | 2.0 | 1200 |
② | 2.0 | 1300 |
③ | 1.0 | 1200 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在一個(gè)小燒杯里加入約20 g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O],將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向燒杯內(nèi)加入約10 g氯化銨晶體,并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
(2)實(shí)驗(yàn)要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是_________________。
(3)如果實(shí)驗(yàn)中沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象,可能的原因是__________________________(答出三個(gè)或三個(gè)以上原因)。
(4)如果沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象,我們還可以采取哪些方式來說明該反應(yīng)吸熱?__________________________________________________________________________________________(答出兩種方案)。
(5)“結(jié)冰”現(xiàn)象說明反應(yīng)是一個(gè)________(填“放出”或“吸收”)能量的反應(yīng),即斷開舊化學(xué)鍵________(填“放出”或“吸收”)能量____________(填“>”或“<”)形成新化學(xué)鍵________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)該反應(yīng)在常溫下就可以進(jìn)行,說明______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
請參考題中圖表,已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根據(jù)要求回答問題:
(1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1的變化是________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________________。
(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為______________________。
(3)如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù):
化學(xué)鍵 | P—P | P—O | O=O | P=O |
鍵能/kJ·mol-1 | a | b | c | x |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時(shí),即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵,并放出大量熱。已知?.4 mol液態(tài)肼與足量的雙氧水反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵猓懦?56.652 kJ的熱量。
請回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________。
(2)又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,則16 g液態(tài)肼與雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是________ kJ。
(3)此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究CO2的利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
則CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為___________________________
②利用燃燒反應(yīng)可設(shè)計(jì)成CO/O2燃料電池(以KOH溶液為電解液),寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式___________________________________________
(2)某實(shí)驗(yàn)將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中,在兩種不同條件下反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如上圖所示,回答問題:
①下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
A.升高溫度 | B.充入He(g)使體系壓強(qiáng)增大 |
C.將H2O(g)從體系中分離 | D.再充入1 mol CO2和3 mol H2 |
容器 | 甲 | 乙 |
反應(yīng)物投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
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