【題目】(14分)甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。工業(yè)上利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ/mol
回答下列問題:
(1)已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 | H-H | C-O | C O | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | x |
則x=_________。
(2)若將lmol CO2和2mol H2充入容積為2L的恒容密閉容器中,在兩種不同溫度下發(fā)生反應(yīng)②。測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。
①曲線I、Ⅱ對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KI_____KⅡ(填“>”或“=”或“<”);
②一定溫度下,能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____。
a.容器中壓強不變 b.甲醇和水蒸氣的體積比保持不變
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2個C=O斷裂的同時有6個H—H斷裂
③若5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),H2的轉(zhuǎn)化率為90%,則用CO2表示的平均反應(yīng)速率為_________,該溫度下的平衡常數(shù)為_______;若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是________。
a.縮小反應(yīng)容器的容積 b.使用合適的催化劑
c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2
(3)以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池。以此電池作電源,在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理過程(裝置如圖所示)。其中物質(zhì)b是_____ ,陽極電極反應(yīng)為____ 。
【答案】
(1)413(2分)
(2)①>(1分)
②ac(2分)
③0.06mol/(L·min)(2分) 450(2分) ad(2分)
(3)甲醇(CH3OH)(1分) 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+(2分)
【解析】
試題分析:
(1)已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律可知②-③即得到反應(yīng)①的△H1=-99kJ/mol。根據(jù)表中鍵能可知1076+2×436-3x-343-465=-99,解得x=413。
(2)①曲線Ⅱ首先達(dá)到平衡狀態(tài),說明曲線Ⅱ的溫度高于曲線I。由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減小,所以對應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KI>KⅡ;
②a.正反應(yīng)體積減小,則容器中壓強不變說明達(dá)到平衡狀態(tài),a正確;b.根據(jù)方程式可知甲醇和水蒸氣的體積比始終是1∶1,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),b錯誤;c.v正(H2)=3v逆(CH3OH)表示正逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到平衡狀態(tài),c正確;d.根據(jù)方程式可知2個C=O斷裂的同時一定有6個H—H斷裂,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),d錯誤,答案選ac。
③ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始濃度(mol/L)0.5 1 0 0
變化濃度(mol/L)0.3 0.9 0.3 0.3
平衡濃度(mol/L)0.2 0.1 0.3 0.3
則用CO2表示的平均反應(yīng)速率為0.3mol/L÷5min=0.06mol/(L·min);該溫度下的平衡常數(shù)為0.3 ×0.3/0.2×0.13=450。
a.正反應(yīng)體積減小,縮小反應(yīng)容器的容積平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,甲醇的產(chǎn)率升高,a正確;b.使用合適的催化劑平衡不移動,產(chǎn)率不變,b錯誤;c.容器容積不變,充入He,各物質(zhì)濃度不變,平衡不移動,對產(chǎn)率無影響,c錯誤;d.按原比例再充入CO2和H2相當(dāng)于增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,甲醇的產(chǎn)率升高,d正確;答案選ad。
(3)模擬鋁制品表面“鈍化”處理,則電極鋁是陽極,與電源的正極相連,所以a物質(zhì)是氧氣,b物質(zhì)是甲醇。鋁為陽極,會發(fā)生氧化反應(yīng),表面形成氧化膜,必須有水參加,所以電極反應(yīng)式為2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+。
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【題目】下列敘述中正確的是( )
A. 聚乙烯、植物油都是混合物,都能使溴的四氯化碳溶液褪色
B. 苯、溴水、鐵粉混合制成溴苯
C. 沸點:戊烷>丁烷>乙烷
D. 由丙烯加溴制1,2二溴丙烷
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【題目】下列關(guān)于細(xì)胞共性的敘述,正確的是 ( )
A. 呼吸作用都有CO2生成 B. 都含有磷脂和蛋白質(zhì)
C. 都含有細(xì)胞膜和染色體 D. 都含有C、H、O、N、P、Mn等大量元素
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【題目】化學(xué)反應(yīng)N2+3H22NH3的能量變化如圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是
A.0.5N2(g)+1.5H2(g)NH3(l)△H=(b+c﹣a)kJ/mol
B.0.5N2(g)+1.5H2(g)NH3(g)△H=(a+b)kJ/mol
C.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H=2(a﹣b﹣c)kJ/mol
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=2(b﹣a)kJ/mol
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【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列判斷正確的是
A.常溫下,pH=1的鹽酸溶液中,由水電離的H+個數(shù)為10-13NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氧原子總數(shù)為0.2NA的CO2和NO2的混合氣體,其體積為2.24L
C.常溫下,5.6g鐵分別與足量氯氣和濃硝酸反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目均為0.3NA
D.100g46%乙醇溶液中所含O-H數(shù)目為7NA
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【題目】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)](15分)
“摩爾鹽”是分析化學(xué)中的重要試劑,化學(xué)式為(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O!澳桘}”在一定條件下分解的方程式為:4[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]2Fe2O3+3SO3+5SO2↑+N2↑+6NH3↑+31H2O。回答下列問題:
(1)鐵元素在元素周期表中的位置為 ,其價層電子排布圖為 。
(2)組成“摩爾鹽”的非金屬元素中第一電離能最大的元素為 !澳桘}”的分解產(chǎn)物中屬于非極性分子的化合物是____。
(3)NH3的沸點比N2O的沸點 (填“高”或“低”),其主要原因是 。
(4)K3[Fe(CN)6]常用于檢驗Fe2+,K3[Fe(CN)6]中除了離子鍵以外還存在的化學(xué)鍵為_______ ____,與CN—互為等電子體的單質(zhì)的分子式為___ _。HCN分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)之比為 。
(5)FeO晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,F(xiàn)eO晶體中Fe2+配位數(shù)為__________,若該晶胞邊長為acm,則該晶胞密度為__________。
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【題目】下表為元素周期表的一部分。
利用表中元素回答下列問題:
(1)X元素在周期表中的位置為__________。
(2)氣態(tài)氫化物水溶液呈堿性的元素是_____________,此氫化物的電子式__________。
(3)下列事實能說明Y元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強的是__________。
a.Y單質(zhì)與H2S溶液反應(yīng),溶液變渾濁
b.在氧化還原反應(yīng)中,1molY單質(zhì)比1mol硫得電子多
c.Y和硫兩元素的簡單氫化物受熱分解,前者的分解溫度高
(4)和是元素R的兩種穩(wěn)定的天然同位素,它們的原子質(zhì)量分別為a g和b g,在自然界中所占的原子百分比分別為m%和n%,已知12C原子的質(zhì)量為w g,則的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式為___________,元素R的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式為___________________。
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【題目】(14分)亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑,可由NO與Cl2在常溫常壓下合成。已知NOCl是一種紅褐色液體或黃色氣體,其熔點64.5℃,沸點5.5℃,遇水易水解。
(1)實驗室制備原料氣NO和Cl2的裝置如下圖所示:
①實驗室制NO時,裝置A中燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
②實驗室制Cl2時,裝置B中盛放的試劑為 ,其作用是 。
(2)將上述收集到的Cl2充入集氣瓶中,按圖示裝置制備亞硝酰氯。
①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則NOCl的電子式為 。
②裝置D中的現(xiàn)象為 。
③裝置E中無水氯化鈣的作用為 。
④某同學(xué)認(rèn)為裝置F不能吸收NO,為解決這一問題,可將尾氣與某種氣體同時通入氫氧化鈉溶液中,這種氣體的化學(xué)式是 。
(3)NO可用間接電化學(xué)法除去,其原理如下圖所示:
①陰極的電極反應(yīng)式為 。
②吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
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