【題目】請運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。
(1)近年來,我國儲氫納米碳管研究取得重大進(jìn)展,用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒(雜質(zhì)),酸性K2Cr2O7溶液可將這種碳納米顆粒氧化為無毒氣體而除去,該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為Cr3+,請寫出相應(yīng)的離子方程式:___________________________。
(2)甲醇是一種新型燃料,甲醇燃料電池即將從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g) ΔH1=-116kJ·mol-1
①下列措施中可增大H2的平衡轉(zhuǎn)化率的是_________;
A.升高反應(yīng)溫度 B.增大體系壓強(qiáng)
C.使用高效催化劑 D.及時(shí)將CH3OH與反應(yīng)混合物分離
②向2L的恒容密閉容器中充入1mol CO和2mol H2,進(jìn)行上述反應(yīng),5min后達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)體系的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/span>。則此段時(shí)間v(H2)=__________mol·L-1·min-1 。
③已知:
2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) ΔH2=-566kJ·mol-1
2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g) ΔH3=-484kJ·mol-1
則氣態(tài)甲醇燃燒生成CO2和水蒸氣時(shí)的熱化學(xué)方程式為_______________________;
④在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。下圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。
請回答:
。谏鲜鋈N溫度中,曲線Z對應(yīng)的溫度是_______。
ⅱ.利用圖中a點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù),計(jì)算出曲線Z在對應(yīng)溫度下
CO (g) +2H2 (g)CH3OH (g)的平衡常數(shù)K的值為=_____。
(3)CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為5.6×10-5mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為______。
【答案】 3C+2Cr2O72-+16H+===3CO2↑+4Cr3++8H2O BD 0.1 2CH3OH (g) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 4H2O (g) ΔH=-1302kJ·mol-1 270℃ 4 2.0 ×10-4mol/L
【解析】(1)反應(yīng)中C元素的化合價(jià)由0價(jià)升高為+4價(jià),Cr元素的化合價(jià)由+6價(jià)降低為+3價(jià),該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12e-,由電子守恒和質(zhì)量守恒定律可得知反應(yīng)的離子方程式為3C+2Cr2O72-+16H+=3CO2↑+4Cr3++8H2O;(2)①A、正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,轉(zhuǎn)化率降低,A錯(cuò)誤;B、正反應(yīng)體積減小,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行提高轉(zhuǎn)化率,B正確;C、使用催化劑,不能改變平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤。D、及時(shí)將CH3OH與反應(yīng)混合物分離,促進(jìn)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行提高轉(zhuǎn)化率,D正確;答案選BD;②根據(jù)反應(yīng)可知
CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)
起始量(mol) 1 2 0
轉(zhuǎn)化量(mol) x 2x x
平衡量(mol) 1-x 2-2x x
則
解得x=0.5
所以此段時(shí)間v(H2)=1mol/(2L×5min)=0.1mol·L-1·min-1 。
③根據(jù)反應(yīng):ⅰCO (g) +2H2 (g) CH3OH (g) △H1=-116kJ/mol
ⅱ2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) ΔH2=-566kJ·mol-1;
ⅲ2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g) ΔH3=-484kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律:ⅱ+(ⅲ-ⅰ)×2得2CH3OH (g) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 4H2O (g) ΔH=-1302kJ·mol-1;④ⅰ.根據(jù)反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-116kJ/mol,是放熱反應(yīng),溫度越高,轉(zhuǎn)化率越低,所以曲線Z對應(yīng)的溫度是270℃;ii.a點(diǎn)時(shí),CO轉(zhuǎn)化率50%,則
CO(g) + 2H2(g) =CH3OH(g)
開始時(shí)濃度/mol/L 1 1.5 0
轉(zhuǎn)化的濃度/mol/L 0.5 1 0.5
平衡時(shí)濃度/mol/L 0.5 0.5 0.5
K===4 L2/mol2;
(3)Na2CO3溶液的濃度為5.6×10-5mol/L,等體積混合后c(CO32-)=×5.6×10-5mol/L=2.8×10-5mol/L,根據(jù)Ksp= c(CO32-) c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)==1×10-4 mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×1×10-4 mol/L=2×10-4 mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知A、B、C、D是含有一種相同元素的四種物質(zhì),它們之間可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:A→BC→D。其中A是單質(zhì),B、C是氧化物,D是常見的酸。
(1)若A是一種黃色粉末固體,請完成下列問題:
①這四種物質(zhì)的化學(xué)式分別是:
A_____,B_____,C_____,D_____;
②B→C的化學(xué)反應(yīng)方程式為__。
(2)若A是一種常見的氣體,請完成下列問題:
①這四種物質(zhì)的化學(xué)式分別是:
A_____,B ____,C_____,D__________;
②C→B的化學(xué)反應(yīng)方程式為__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】消毒液在我們?nèi)粘I钪斜夭豢缮,請結(jié)合相關(guān)知識回答下列問題。
(1)生產(chǎn)消毒液時(shí)將氯氣通入NaOH溶液中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__。
(2)取少量消毒液滴加到AgNO3溶液中,現(xiàn)象是出現(xiàn)白色沉淀,說明消毒液中有____。
(3)消毒液稀釋后噴灑在空氣中,可以生成有漂白性的物質(zhì),請寫出此過程的離子反應(yīng)方程式:___________;
該物質(zhì)有漂白性是因?yàn)樗袕?qiáng)氧化性,但是它也很不穩(wěn)定,請寫出它分解的化學(xué)反應(yīng)方程式:_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】類推是一種重要的學(xué)習(xí)方法,下列說法不正確的是
A. 已知分子式為C5H12O的醇有8種,則分子式為C6H12O2的羧酸也有8種
B. 已知分子式為C7H14O的酮有15種,則分子式為C7H14O2的酯也有15種
C. 已知丙烷的一氯一溴代物有5種,則分子式為C4H9NO2的氨基酸也有5種
D. 已知金剛烷()的二氯代物有6種,則金剛烷的十四氯代物也有6種
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式正確的是( )
A. 向飽和碳酸鈉溶液中通入二氧化碳:CO+CO2+H2O===2HCO
B. 二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)Mn2++2Cl2↑+2H2O
C. 亞硫酸氫鈉溶液中加過量澄清石灰水:2HSO+Ca2++2OH-===CaSO3↓+2H2O+SO
D. 金屬鈉與硫酸銅溶液反應(yīng):2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】席夫堿類化合物G在催化、藥物、新材料等方面有廣泛應(yīng)用。合成G的一種路線如下:
已知以下信息:
①
②1molB經(jīng)上述反應(yīng)可生成2molC,且C不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。
③D屬于單取代芳香烴,其相對分子質(zhì)量為106。
④核磁共振氫譜顯示F苯環(huán)上有兩種化學(xué)環(huán)境的氫。
⑤
回答下列問題:
(1)由A生成B的化學(xué)方程式為______________,反應(yīng)類型為________。
(2)D的化學(xué)名稱是________,由D生成E的化學(xué)方程式為:_______________。
(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。
(4)F的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的有多種(不考慮立體異構(gòu))。其中核磁共振氫譜中有4組峰,且面積比為6:2:2:1的是____________。(寫出其中的一種的結(jié)構(gòu)簡式)。
(5)由苯和化合物C經(jīng)如下步驟可合成N-異丙基苯胺。
反應(yīng)條件1所選擇的試劑為_______;反應(yīng)條件2所選擇的試劑為________;I的結(jié)構(gòu)簡式為____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列措施對加快化學(xué)反應(yīng)速率明顯有效的是
A. 鈉與水反應(yīng):增大水的用量
B. 焦炭燃燒:將固體焦炭研碎
C. 鋁發(fā)生置換反應(yīng)制取H2:選用濃硫酸
D. 合成氨反應(yīng):恒溫恒容條件下通入Ne
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】1999年俄、美科學(xué)家聯(lián)合小組合成了第114號元素的一種同位素,該核素原子的質(zhì)量數(shù)為298,則這種同位素原子的核內(nèi)中子數(shù)為________,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為________,近似相對原子質(zhì)量為________。
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