【題目】煤的主要組成元素是碳、氫、氧、硫、氮,還有極少量的磷、砷、鍺、鎵、銦等元素, 燃煤產生CxHy、SO2、NOX等大氣污染物,研究NO2、NO、CO、SO2等大氣污染物和水污染物的處理對建設美麗中國具有重要意義。
(1)鍺是第四周期第ⅣA元素,其原子結構示意圖為_______________。
(2)利用煤的氣化獲得的水煤氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下可以合成綠色燃料甲醇。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H1=+44.0kJ/mol
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) △H2=-3.0 kJ/mol
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-58.7 kJ/mol
寫出由CO與H2制備CH3OH氣體的熱化學方程式_________________。
(3)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,簡稱DMC):
2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) △H4<0
①該化學反應的平衡常數(shù)表達式為K=________________。
②在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生上述反應,能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_______(填標號)。
A.v正(CH3OH)= 2v逆(H2O) B.容器內氣體的密度不變
C.容器內壓強不變 D.CH3OH與CO2的物質的量之比保持不變
③一定條件下分別向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中加入一定量的初始物質發(fā)生該反應,各容器中溫度、反應物的起始量如下表,反應過程中DMC的物質的量濃度隨時間變化如下圖所示:
甲容器中,在5-15min中的平均反應速率v(CO2) =__________。乙容器中,若平衡時n(CO2) =0.2mol,則T1__________T2(填“>”“<"或”=”)。甲、丙兩容器的反應達平衡時CO2的轉化率:甲__________丙(填“>”“<"或”=”)。
(4)直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨,危害環(huán)境。可用NaOH吸收,所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反應后的溶液中,它們的物質的量分數(shù)X(ⅰ)與溶液pH的關系如圖所示。
①若是0.1mol/LNaOH 反應后的溶液,測得溶液的pH=8時,溶液中各離子濃度由大到小的順序是__________________。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定濃度的CaCl2 溶液,溶液中出現(xiàn)渾濁,pH降為2,用化學平衡移動原理解釋溶液pH降低的原因_________________________________。
【答案】 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-99.7kJ·mol-1 AC 0.05mol·L-1·min-1 > < c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)>c(H+) 因為HSO3-在溶液中既能電離,又能水解,當向其中加入氯化鈣時,發(fā)生反應Ca2++SO32-=CaSO3↓,使其電離平衡HSO3-H++SO32-中c(SO32-)減小而正向移動,導致c(H+)增大,pH減小
【解析】(1)主族元素的原子核外電子排布按照一般的電子排布規(guī)律即可畫出其原子結構示意圖;(2)應用蓋斯定律解答;(3)化學平衡狀態(tài)的判斷依據有速率判據和“量”判據兩種,正確理解,認真分析,以不變應萬變,是解題的關鍵;利用表格和圖象信息,根據反應方程式進行“三段式”分析,應用等效平衡、外界條件對反應速率和化學平衡的影響等進行綜合分析解答②③,特別是甲、丙兩容器中速率的快慢和產物濃度的大小的影響因素是難點;(4)根據圖象信息,由溶液的pH即可得離子濃度的大小關系,復分解反應的發(fā)生是導致溶液酸性變化的原因。
(1)鍺是第四周期第ⅣA元素,原子序數(shù)為32,其原子結構示意圖為。
(2)根據蓋斯定律,反應3-反應2-反應1即得熱化學方程式CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) △H=△H3-△H2-△H1= -99.7kJ·mol-1,
(3)根據2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) △H4<0,
①其平衡常數(shù)表達式為K=;
②根據平衡狀態(tài)的判斷依據,A、當v正(CH3OH)= 2v逆(H2O)時,反應已達平衡;B、由于容器體積不變,氣體質量守恒,所以氣體密度始終都不變,當容器內氣體密度不變時不能說明反應已達平衡;C、由于反應前后氣體物質的量不等,由壓強之比等于物質的量之比,當壓強不變時,說明反應已達平衡;D、CH3OH與CO2的物質的量之比取決于起始時加入量之比,若加入量與系數(shù)比相等,則任何時候CH3OH與CO2的物質的量之比都不變,所以CH3OH與CO2的物質的量之比保持不變時不能說明反應已達平衡。因此本題答案為AC。
③由圖象可知,甲容器在5-15min內,DMC的濃度改變了0.5mol/L,根據反應方程式得△c(CO2)=0.5 mol/L,則此時間段內的平均反應速率為v(CO2) = =0.05mol·L-1·min-1;比較甲、乙兩容器起始加入的物質的量,若在相同條件下,二者建立的平衡是完全等效平衡,圖象顯示甲容器平衡時c甲 平(DMC)=1.5 mol/L,則n甲 平(CO2) = 1mol-1.5 mol/L×0.5L=0.25mol,乙容器平衡時n乙 平(CO2) =0.2mol< n甲 平(CO2) =0.25mol,說明乙容器相對于甲容器,平衡向右移動,已知該反應△H4<0,則降低溫度,化學平衡向右移動,所以T1>T2;由于丙容器的體積和溫度都不確定,只是CO2的物質的量比甲容器大,由圖象可知,丙建立平衡的過程中速率比甲的快,且生成物DMC的濃度比甲的大,由于該反應是放熱反應,升高溫度,可加快反應速率,但平衡左移,使生成物的濃度減小,不符合圖象所示;若體積縮小即V<0.5L,即加壓,可加快反應速率,且該反應是一個氣體體積縮小的反應,加壓向右移動,反應物轉化率增大,生成物濃度增大,符合圖象所示,所以甲、丙兩容器的反應達平衡時CO2的轉化率是甲<丙。
(4)①由圖象可知,當溶液的pH=8時,c(SO32-)>c(HSO3-),且c(OH-)>c(H+),所以溶液中各離子濃度由大到小的順序是c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)>c(H+);
②HSO3-在溶液中既有電離平衡,也有水解平衡,當向其中滴加CaCl2溶液時,發(fā)生反應Ca2++ SO32-=CaSO3↓,使其電離平衡HSO3-H++SO32-因c(SO32-)減小而正向移動,導致c(H+)增大,pH減小。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】①~⑨是幾種有機物的名稱或化學式:
①2,2,3﹣三甲基丁烷、②3﹣甲基﹣1﹣氯戊烷、③甲苯、④、 ⑤ClCH=CHCl、⑥ ⑦ ⑧ ⑨1,3,5﹣庚三烯
據此回答下列問題:
(1)上述有機物中,互為同分異構體的是______(用編號表示),存在順反異構的是______(用編號表示).
(2)以③有機物為原料制備TNT炸藥的化學方程式為______.
(3)已知在有機物分子中,若某個碳原子上連接4個不同的原子或基團,則這種碳原子稱為“手性碳原子”,如中帶*的C原子。[若同一個碳原子上連著2個碳碳雙鍵(如C═C═C)時,分子極不穩(wěn)定,不存在。]⑨1,3,5﹣庚三烯的眾多鏈烴同分異構體中:含有“手性碳原子”,且與足量H2發(fā)生加成反應后仍具有“手性碳原子”的______種.含有“手性碳原子”,但與足量H2發(fā)生加成反應后,不具有“手性碳原子”的結構簡式是____.
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】硫酸是當今世界最重要的化工產品之一。
I.硫酸的各種制法。
(1)早在1000多年前,我國就已采用加熱膽礬(CuSO4· 5H2O)或綠礬(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受熱分解的化學方程式:2 FeSO4Fe2O3+SO2↑ +SO3↑。
① 將FeSO4受熱產生的氣體通入如下圖裝置中,以檢驗產生的氣體中是否含有SO3和SO2。 能說明SO2存在的實驗現(xiàn)象是_________。
② 有同學提出虛線框內盛裝NaOH溶液的裝置可以換成上圖右邊的a裝置,其中多孔玻璃球泡的作用是__________。
(2)目前工業(yè)上主要采用接觸法制備硫酸,其中一步為:2SO2+O22SO3。實驗室模擬該過程常用下圖裝置進行實驗。b裝置中裝有濃硫酸,寫出b裝置的作用__________(寫出兩點)。
Ⅱ.硫酸的性質。
(3)下圖中甲試管內發(fā)生反應的化學方程式_________ ,該反應體現(xiàn)了濃硫酸的性質為______。
(4)當銅片與濃硫酸充分反應后,試管內并未出現(xiàn)藍色溶液,而是看到白色固體,請寫出檢驗白色固體的方法______________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列實驗現(xiàn)象描述錯誤的是
編號 | 實驗 | 現(xiàn)象 |
A | 加熱放在坩堝中的小塊鈉 | 鈉先熔化成光亮的小球,燃燒時,火焰為黃色,燃燒后,生成淡黃色固體 |
B | 在酒精燈上加熱用砂紙打磨過的鋁箔 | 鋁箔變軟,失去光澤,熔化的鋁并不滴落 |
C | 在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液 | 生成白色沉淀,沉淀很快變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色 |
D | 將水蒸氣通過灼熱的鐵粉 | 黑色粉末變?yōu)榧t褐色 |
A. A B. B C. C D. D
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】貝諾酯是解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥,其結構如圖所示。下列有關說法正確的是
A. 分子式為C17H14O5N
B. 貝諾酯能發(fā)生銀鏡反應
C. 1 mol貝諾酯與H2發(fā)生加成反應最多消耗8mol H2
D. 在氫氧化鈉水溶液中水解可以得到3種有機物鈉鹽
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】硼酸(H2BO3)可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備,工作原理如圖所示。下列有關表述錯誤的是( )
A. M室的電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+
B. N室中,進口和出口的溶液濃度大小關系為a%<b%
C. b膜為陰離子交換膜,產品室發(fā)生反應為H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O
D. 理論上每生成1molH3BO3,陰極室可生成5.6L氣體(標準狀況)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鐵有兩種氯化物,都是重要的化工試劑。查閱有關資料如下:
(氯化鐵)熔點為306℃,沸點為315℃;易吸收空氣中的水分而潮解。工業(yè)上采用向500~600℃的鐵粉中通入氯氣來生產無水氯化鐵。
(氯化亞鐵)熔點為670℃,易升華。工業(yè)上采用向熾熱鐵粉中通入氯化氫來生產無水氯化亞鐵。
某化學活動小組用下圖所示的裝置(夾持裝置略去)模擬工業(yè)生產制備無水氯化鐵。請回答下列問題:
(1)在裝置A中,用KMnO4與濃鹽酸反應制取氯氣,反應的離子方程式為_________。儀器D的名稱是__________________。
(2)D中裝的藥品是堿石灰,其作用是__________________________。
(3)定性分析。取裝置C中的少量產物溶于稀硫酸中配成稀溶液待用。若產物中混有FeCl2,可用下列試劑中的_____(只能選取一種試劑,填序號)進行檢測,實驗現(xiàn)象是__________________________________。
①H2O2 溶液 ②KI-淀粉溶液 ③KSCN溶液 ④酸性KMnO4溶液
(4)定量分析。取裝置C中的產物,按以下步驟進行測定:①稱取4.60g產品溶于過量的稀鹽酸中;②加入足量H2O2溶液;③再加入足量NaOH溶液;④過濾、洗滌后灼燒沉淀;⑤稱量所得紅棕色固體為2.40g。
則該樣品中鐵元素的質量分數(shù)為_______%(結果精確到小數(shù)點后兩位)。
(5)由(4)定量分析數(shù)據得出結論,并提出改進措施。
①用題目所給的裝置制得的產物中,鐵元素含量______(填“相等”、“偏高”或“偏低”),說明含有FeCl2雜質。
②若要得到較純凈的無水氯化鐵,可采取的“裝置”改進措施是_________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某校化學興趣小組的同學對含有少量Na2SO4的NaOH樣品中NaOH的含量進行測定。回答下列問題:
(1)甲同學運用沉淀法測定樣品中NaOH的含量。該同學選用的藥品有樣品、蒸餾水、MgCl2溶液,需要測定的實驗數(shù)據有__________。
(2)乙同學運用中和滴定法測定樣品中NaOH的含量。
①用分析天平準確稱取該樣品5.0000 g,全部溶于水配制成1000.0 mL溶液。用堿式滴定管量取20.00 mL所配溶液放在錐形瓶中,滴加幾滴指示劑,待測。滴定管在使用前除洗滌外,還應____________________________________。
②用濃度為0.100 0 mol·L-1的鹽酸標準溶液進行滴定。開始滴定前的一步操作是________。
③滴定過程中用pH計測定錐形瓶中溶液的pH,臨近滴定終點時測定pH應每滴一滴測一次。
④滴定過程中,錐形瓶中溶液的pH變化如下:
V(HCl)/mL | 0.00 | 12.00 | 18.00 | 22.00 | 23.00 | 23.96 | 24.00 | 24.04 | 25.00 | 26.00 | 30.00 |
pH | 13.1 | 12.6 | 12.2 | 11.7 | 11.4 | 9.9 | 7.0 | 4.0 | 2.7 | 2.4 | 1.9 |
請在坐標圖中繪制出上述中和滴定的曲線。______________
⑤如表所示是幾種酸堿指示劑的變色范圍,根據你所作的中和滴定曲線分析,上述中和滴定中應選用的指示劑是________。
指示劑 | 變色范圍(pH) | 顏色 | |
酸 | 堿 | ||
甲基橙 | 3.1~4.4 | 紅 | 黃 |
石蕊 | 5.0~8.0 | 紅 | 藍 |
酚酞 | 8.2~10.0 | 無 | 紅 |
⑥樣品中,NaOH的質量百分含量為____________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說法正確的是
A. 標準狀況下,2.24LCH3OH分子中共價鍵的數(shù)目為0.5NA
B. 1molNa2O2與足量CO2充分反應,轉移的電子數(shù)為2 NA
C. 25℃1LpH=12的Na2CO3溶液中,由水電離出H+的數(shù)目為0.01NA
D. 0.1molH2和0.1molI2于密閉容器中充分反應后,HI分子總數(shù)為0.2NA
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com