【題目】 研究碳及其化合物的相互轉(zhuǎn)化對(duì)能源的充分利用、低碳經(jīng)濟(jì)有著重要的作用。
⑴已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol-1
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) △H2=-128.3kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1
25℃時(shí),在合適的催化劑作用下,采用甲烷和氧氣一步合成液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為 。
⑵利用反應(yīng)①來(lái)制備氫氣,為了探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)①速率、轉(zhuǎn)化率的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三組對(duì)比實(shí)驗(yàn)(溫度為400℃或500℃,壓強(qiáng)為101kPa或404kPa)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 溫度℃ | 壓強(qiáng)/kPa | CH4初始濃度/ mol·L-1 | H2O初始濃度/ mol·L-1 |
1 | 400 | p | 3.0 | 7.0 |
2 | t | 101 | 3.0 | 7.0 |
3 | 400 | 101 | 3.0 | 7.0 |
①實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3相比,其平衡常數(shù)關(guān)系是K2 K3(填“>”、“<”或“=”)。
②將等物質(zhì)的量的CH4和水蒸氣充入1L恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),在400℃下達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K=27,此時(shí)容器中CO物質(zhì)的量為0.10mol,則CH4的轉(zhuǎn)化率為 。
⑶ 科學(xué)家提出由CO2制 取 C的太陽(yáng)能工藝如圖1所示。
①“重整系統(tǒng)發(fā)生的反應(yīng)中n(FeO):n(CO2)=6:1,則Fe xOy的化學(xué)式為______________。
②“熱分解系統(tǒng)”中每分解l mol Fe xOy,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___________。
圖1 圖2
⑷pC類(lèi)似pH,是指極稀溶液中的溶質(zhì)濃度的常用負(fù)對(duì)數(shù)值。若某溶液中溶質(zhì)的濃度為1×10-3mol·L-1,則該溶液中溶質(zhì)的pC=-lg(1×10-3)=3。如圖2為25℃時(shí)H2CO3溶液的pC-pH圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題 (若離子濃度小于10-5mol/L,可認(rèn)為該離子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②求H2CO3一級(jí)電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1=________________。
③人體血液里主要通過(guò)碳酸氫鹽緩沖體系可以抵消少量酸或堿,維持pH=7.4。當(dāng)過(guò)量的酸進(jìn)入血液中時(shí),血液緩沖體系中的最終將_________。
A.變大 B.變小 C.基本不變 D.無(wú)法判斷
【答案】
⑴CH4(g)+O2(g)CH3OH(l)△H1=-164.0kJ·mol-1
⑵①>;②(90.9%、90.91%、×100%均可)
⑶①Fe3O4;②2mol
⑷①不能;②1×10-6;③A
【解析】
試題分析:⑴已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol-1,
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) △H2=-128.3kJ·mol-1,
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1,
根據(jù)蓋斯定律,將①+×③+②得:CH4(g)+ O2(g)CH3OH(l)
△H1=(+206.1kJ·mol-1)+(-483.6kJ·mol-1)+(-128.3kJ·mol-1)=-164.0kJ·mol-1,
故答案為:CH4(g)+ O2(g)CH3OH(l)△H1=-164.0kJ·mol-1;
⑵①對(duì)比實(shí)驗(yàn)2、3,只有溫度不同,其它條件相同,所以實(shí)驗(yàn)2、3的目的是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;實(shí)驗(yàn)1、3溫度相同,平衡常數(shù)相同,即K1=K3,比較實(shí)驗(yàn)1、2,實(shí)驗(yàn)2中溫度高,溫度升高,平衡向吸熱方向移動(dòng),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)增大,即K2>K1,所以K2>K3,故答案為:>;
②依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算,設(shè)CH4與H2O(g)物質(zhì)的量為a,
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
起始量(mol) a a 0 0
變化量(mol) 0.10 0.10
平衡量(mol) a-0.10 a-0.10 0.10 0.30
由平衡常數(shù)表達(dá)式:K===27,
解之得:a=0.11,平衡轉(zhuǎn)化率:×100%=90.9%;
⑶①由示意圖可知,重整系統(tǒng)中CO2和FeO反應(yīng)生成FexOy和C,發(fā)生的反應(yīng)中n(FeO):n(CO2)=6,根據(jù)Fe原子、O原子守恒可知x:y=6:(6+2)=3:4,故FexOy的化學(xué)式為Fe3O4,故答案為:Fe3O4;
②熱分解系統(tǒng)中是Fe3O4分解為FeO與氧氣,分解l mol Fe3O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol×3×(-2)=2mol,故答案為:2mol;
(4)①碳酸存在的溶液中酸性較強(qiáng)、碳酸根離子存在的溶液中堿性較強(qiáng),所以碳酸根離子和碳酸不能大量共存,故答案為:不能;
②由圖象可知當(dāng)pH=6時(shí),pC(H2CO3)=pC(HCO3-),結(jié)合Ka1(H2CO3)===10-6,故答案為:10-6;
③氫離子濃度增大,平衡向左移動(dòng)放出CO2,碳酸濃度基本不變,則c(H+)/c(H2CO3)最終將變大,故選A。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鋁硅合金材料性能優(yōu)良。鋁土礦(含30%SiO2、40.8% Al2O3、和少量的 Fe2O3等)干法制取該合金的工藝如下:
(1)鋁硅合金中若含有鐵,會(huì)影響其抗腐蝕性能,原因是_____________________
(2)焙燒除鐵反應(yīng)時(shí),Fe2O3轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4 )2,Al2O3 少部分發(fā)生類(lèi)似反應(yīng),寫(xiě)出Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________。氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的百分率與溫度的關(guān)系如圖,最適宜的焙燒溫度是________________
(3)若操作①所得的溶液中加入過(guò)量的NaOH溶液,含鋁微粒發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是:_______________________。
(4)用焦炭還原SiO2、Al2O3會(huì)產(chǎn)生SiC等中間體。寫(xiě)出中間體SiC再與Al2O3生成硅、鋁單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式,_________________________。
(5)已知25℃ Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 , Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,向FeCl3和AlCl3的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液,生成Al(OH)3和Fe(OH)3 沉淀,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),上層清液中c(Al3+):c(Fe3+)==___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在下圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,A是常見(jiàn)的氣態(tài)氫化物,其水溶液呈堿性,B是能使帶火星的木條復(fù)燃的無(wú)色無(wú)味氣體, G是一種紅色金屬單質(zhì)。(部分反應(yīng)中生成物沒(méi)有全部列出,反應(yīng)條件未列出)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為 。當(dāng)有1molA參加反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移 mol電子。
(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為 。
(3)反應(yīng)③的離子方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氯堿工業(yè)是以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學(xué)工業(yè)。下圖是某氯堿工業(yè)生產(chǎn)原理示意圖:
(1)寫(xiě)出裝置A在通電條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式______________。
(2)A裝置所用食鹽水由粗鹽水精制而成。精制時(shí),為除去食鹽水中的Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為_(kāi)__________、___________。
(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè),按上圖將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上,且相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中的電極未標(biāo)出,所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)。
①圖中Y是______________(填化學(xué)式);X與稀NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是:______________。
②分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大小___________。
③若用B裝置作為A裝置的輔助電源,每當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為11.2 L時(shí),則B裝置可向A裝置提供的電量約為______________(一個(gè)e-的電量為1.60×10-19C;計(jì)算結(jié)果精確到0.01)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列與有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)有關(guān)的敘述正確的是( )
A.苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.甲烷和Cl2的反應(yīng)與乙烯和Br2的反應(yīng)屬于同一類(lèi)型的反應(yīng)
C.葡萄糖、果糖的分子式均為C6 H12O6,二者互為同分異構(gòu)體
D.乙醇、乙酸均能與Na反應(yīng)放出H2,二者分子中官能團(tuán)相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列與有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的有關(guān)敘述中正確的是( )
A.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高錳酸鉀溶液褪色
B.乙酸與乙醇可以發(fā)生酯化反應(yīng),又均可與金屬鈉發(fā)生置換反應(yīng)
C.分餾、干餾都是物理變化,裂化、裂解都是化學(xué)變化
D.石油經(jīng)過(guò)分餾得到多種烴,煤經(jīng)過(guò)分餾可制得焦炭、煤焦油等產(chǎn)品
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在373K時(shí),把0.5molN2O4氣體通入體積為5L(恒容)的真空密閉容器中,立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí),NO2的濃度為0.02mol·L-1。在60s時(shí),體系已達(dá)到平衡,此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.6倍。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.前2s,N2O4的平均反應(yīng)速率為0.005mol·L-1·s-1
B.平衡時(shí),N2O4的轉(zhuǎn)化率為60%
C.平衡時(shí),體系內(nèi)NO2為0.04mol·L-1
D.在2s時(shí),體系內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.1倍
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)將鋅片和銀片用導(dǎo)線(xiàn)相連浸入稀硫酸中組成原電池。該電池中負(fù)極發(fā)生___________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”);溶液中的H+移向___________(填“正極”或“負(fù)極”)。若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g,工作一段時(shí)間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱(chēng)重,總質(zhì)變質(zhì)量為47 g,試計(jì)算產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)___ ___________。
(2)現(xiàn)有反應(yīng)2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,請(qǐng)根據(jù)該反應(yīng)的實(shí)質(zhì),設(shè)計(jì)成原電池,畫(huà)出裝置圖并標(biāo)出正、負(fù)極材料、電解質(zhì)溶液 。
(3)實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)2沉淀時(shí),由于其在空氣中極易發(fā)生反應(yīng)______________.
(填化學(xué)方程式)而很難觀察到沉淀的顏色。
為制得Fe(OH)2白色沉淀,有人設(shè)計(jì)了如右圖所示的裝置,用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備.實(shí)驗(yàn)時(shí)試管Ⅰ里應(yīng)加入
(填試劑名稱(chēng)).在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑,打開(kāi)止水夾,塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是_______ _.
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