【題目】碳族元素包括碳、硅、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛等,它們的單質(zhì)及化合物廣泛應(yīng)用于我們生活的各個領(lǐng)域。鍺和錫以前曾被用于半導(dǎo)體材料,鉛被用來制造蓄電池。碳族元素在化合物中只有鉛以低價形式存在時較穩(wěn)定,其它元素在化合物中都是以高價形式存在比較穩(wěn)定,回答下列問題:
I.(1)高嶺土的成分中含Al2(Si2O5)(OH)4,請改寫成氧化物的形式_________________.
(2)實驗室用單質(zhì)錫粉制取少量二氯化錫溶液,制取和保存的方法是(用文字敘述)_______________________________
(3)鉛有多種氧化物,寫出四氧化三鉛與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式_____________________ .二氧化鉛在空氣中強熱會得到一系列鉛的其它氧化物。若把239g二氧化鉛強熱,當質(zhì)量變?yōu)?/span>231g時,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________.
II.CH4–CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對溫室氣體的減排具有重要意義;卮鹣铝袉栴}:
CH4–CO2催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
已知:C(s)+2H2(g)= CH4 (g) ΔH=–75 kJ·mol1 ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=–394 kJ·mol1 ②
2C(s)+O2 (g)=2CO(g) ΔH=–222kJ·mol1 ③
(1)有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是____(填標號)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
(2)若該反應(yīng)在容積不變的絕熱容器中進行,能夠判斷該反應(yīng)已達到平衡的是____(填標號)。
A.c(CO2)/c(H2)不再發(fā)生變化
B.氣體的密度不再發(fā)生變化
C.氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化
D.每有8molC-H鍵生成的同時有4molH-H鍵的斷裂 E.容器的溫度不再發(fā)生變化
(3)T℃時,在體積為10 L的容器中加入10 mol CH4、5 mol CO2以及催化劑進行重整反應(yīng),達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,此溫度下,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_______。
【答案】Al2O32SiO22H2O用過量的錫粉與鹽酸反應(yīng),保存時過量的錫粉留在溶液中Pb3O4+8H++2Cl―=3Pb2++Cl2↑+4H2O4PbO22Pb2O3+O2↑AACE1/3
【解析】
I.(1)硅酸鹽用氧化物表示:活潑金屬氧化物在前,水在最后;根據(jù)原子守恒,高嶺土的成分中含Al2(Si2O5)(OH)4,用氧化物的形式表示:Al2O32SiO22H2O;正確答案:Al2O32SiO22H2O。
(2)過量的錫粉與鹽酸反應(yīng)生成氯化錫和氫氣;由于四氯化錫比較穩(wěn)定,二氯化錫不穩(wěn)定,所以為防止二氯化錫被氧化,保存二氯化錫溶液時要把過量的錫粉留在溶液中;正確答案:用過量的錫粉與鹽酸反應(yīng),保存時過量的錫粉留在溶液中。
(3)四氧化三鉛中含有+4價的鉛,具有氧化性,四氧化三鉛與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鉛、氯氣和水,離子方程式:Pb3O4+8H++2Cl―=3Pb2++Cl2↑+4H2O;二氧化鉛的摩爾質(zhì)量為239,所以若把239g二氧化鉛(即為1mol)強熱,當質(zhì)量變?yōu)?/span>231g時,固體質(zhì)量減小8g,反應(yīng)應(yīng)該是生成氧氣,氧氣的量為8/32=0.25mol,即1molPbO2加熱反應(yīng),生成氧氣0.25mol,若生成氧氣1mol,消耗4 molPbO2,根據(jù)原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式:4PbO22Pb2O3+O2↑ ;正確答案:Pb3O4+8H++2Cl―=3Pb2++Cl2↑+4H2O ;4PbO22Pb2O3+O2↑ 。
II.(1)根據(jù)蓋斯定律,重整反應(yīng)為:③-①-②,所以ΔH=-222+394+75=247 kJ·mol1,所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),提高甲烷的轉(zhuǎn)化率的方法是高溫低壓,使平衡正向移動,A項正確;正確選項A。
(2)A. CO2為反應(yīng)物,H2為生成物,當c(CO2)/c(H2)不再發(fā)生變化時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A正確;
B.反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,容器的體積不變,所以根據(jù)ρ=m/V可知,反應(yīng)進行到任何時候,氣體的密度都不再發(fā)生變化,不能判定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),B錯誤;
C.反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,反應(yīng)后氣體的總量增大,根據(jù)M=m/n可知,當氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;
D.每有8molC-H鍵生成,屬于v(逆),有4molH-H鍵的斷裂,屬于v(逆),速率同向,不能判定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),D錯誤;
E.若該反應(yīng)在容積不變的絕熱容器中進行,當容器的溫度不再發(fā)生變化,各物質(zhì)的濃度也不再發(fā)生變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),E正確;
正確選項ACE。
(3)已知c(CH4)= 10/10=1mol/L, c(CO2)=5/10=0.5 mol/L;根據(jù)以下步驟計算:
CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
起始濃度 1 0.5 0 0
變化濃度 0.25 0.5×50% 0.5 0.5
平衡濃度 0.75 0.25 0.5 0.5
此溫度下,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=c2(CO) c2(H2)/ c(CH4) c(CO2)=(0.52×0.52)/ (0.75×0.25)=1/3;正確答案:1/3。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】據(jù)報道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列敘述錯誤的是
A. 反應(yīng)需在300 ℃進行可推測該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B. 使用催化劑可提高反應(yīng)速率
C. 充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率
D. 從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知FeCl3溶液與KI溶液的反應(yīng)為可逆反應(yīng),某小組同學(xué)對該反應(yīng)進行實驗探究。
(1)甲同學(xué)首先進行了實驗1。
實驗 1 | 實驗步驟 | 實驗現(xiàn)象 |
ⅰ. 取2 mL 1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴(1滴約為0.05 mL,下同)。 | ⅰ. 溶液呈棕黃色。 | |
ⅱ. 向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 | ⅱ. 溶液不顯紅色。 |
① 寫出FeCl3溶液與KI溶液反應(yīng)的離子方程式_______________________。
② 加入KSCN溶液的目的是_______________________________________。
③ 甲同學(xué)認為溶液不顯紅色的原因是反應(yīng)體系中c(Fe3+)太低,改進實驗方案,進行實驗2。
實驗2 | 實驗步驟 | 實驗現(xiàn)象 |
ⅰ. 取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 | ⅰ. 溶液呈棕黃色。 | |
ⅱ. 向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 | ⅱ. 溶液顯紅色。 | |
ⅲ. 繼續(xù)加入2 mL CCl4,充分振蕩、靜置。 | ⅲ. 液體分層,上層紅色消失,變?yōu)樽攸S色,下層呈紫紅色。 |
本實驗改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是_________________________________________。
用化學(xué)平衡原理解釋實驗2中加入CCl4后上層溶液紅色消失的原因________________。
(2)甲同學(xué)認為“用CCl4萃取后上層溶液仍為棕黃色”的原因是I2未被充分萃取,但乙同學(xué)查閱資料得到信息:I2、I3-在水中均呈棕黃色,兩者有如下關(guān)系:I2+I-I3-。于是提出假設(shè):萃取后的溶液呈棕黃色的主要原因是存在I3-。
① 為驗證假設(shè),乙同學(xué)設(shè)計并完成了實驗3。
實驗3 | 實驗步驟 | 實驗現(xiàn)象 |
ⅰ. 取1 mL實驗2中棕黃色的上層清液,再加入2 mL CCl4, 振蕩、靜置。 | ⅰ. 液體分層,上層呈黃色,下層呈紫紅色。 | |
ⅱ. 取1 mL飽和碘水,加入2 mL CCl4, 振蕩、靜置。 | ⅱ. 液體分層,上層為無色,下層呈紫紅色。 |
實驗3的結(jié)論是_________________________________。
② 甲同學(xué)依據(jù)乙同學(xué)的實驗設(shè)計思路,選用實驗2中的試劑,運用控制變量的方法設(shè)計了更加嚴謹?shù)膶嶒灒C明了平衡I2+I- I3-的存在。
請你補充完整他設(shè)計的實驗步驟:將實驗2中下層紫紅色溶液平均分成兩份,分裝于兩支試管中,向試管1中加入1 mL水,振蕩、靜置;向試管2中_________________。兩支試管中的現(xiàn)象分別為__________________________________。
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【題目】在SO3+H2O=H2SO4反應(yīng)中,反應(yīng)前后發(fā)生改變的是( )
A.分子總數(shù)B.元素種類C.各元素化合價D.原子種類
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【題目】下表是元素周期表的一部分,按要求填空(填元素符號或化學(xué)式):
族 周期 | IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | 0 |
2 | ① | ② | ||||||
3 | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | |||
4 | ⑧ | ⑨ | ⑩ |
(1)寫出下列元素的元素符號:① _____ ②_____ ⑩_____
(2)在這些元素中,最活潑的金屬元素是_____,最不活潑的元素是_____。
(3)這些元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物中,具有兩性的是__________,它在水中的電離方程式為______________________________________________/span>
(4)將元素⑤、⑨和⑩的簡單離子按半徑由大到小排序____________________
(5)在③與④的單質(zhì)中,化學(xué)性質(zhì)較活潑的是____,寫出一個可以驗證該結(jié)論的化學(xué)事實______________________________________________________________
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【題目】關(guān)于苯的硝化反應(yīng),下列說法不正確的是( )
A. 濃硫酸起了催化劑、吸水劑的作用
B. 加熱50-60℃通常通過水浴來實現(xiàn)
C. 由于苯和硝酸都易揮發(fā),所以通常需要加冷凝裝置
D. 純凈得硝基苯為淡黃色比水重的液體
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【題目】升高溫度能使反應(yīng)速率加快,下列敘述正確的是( )
A. 降低反應(yīng)所需的活化能
B. 使反應(yīng)體系的活化分子百分數(shù)增大
C. 體系中活化分子總數(shù)不變
D. 對于吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng),反應(yīng)速率同等程度加大
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【題目】液氨—液氧燃料電池曾用于驅(qū)動潛艇,其示意圖如圖所示。
(1)該電池的總反應(yīng)式為_____________,電極1發(fā)生的電極反應(yīng)為__________;
(2)下列說法正確的是______________;
A. 電極2是正極,發(fā)生還原反應(yīng)
B. 電池工作時,Na+向電極1移動
C. 電流由電極2經(jīng)外電路流向電極1
D. 該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機械能
(3)當電路中通過的電子數(shù)為0.4mol時,理論上需消耗標準狀況下氧氣的體積為________L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的5種短周期主族元素,其中僅含有一種金屬元素,A單質(zhì)是自然界中密度最小的氣體,A和D最外層電子數(shù)相同;B元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為;C和E在周期表中相鄰,且E的質(zhì)子數(shù)是C的2倍。請回答下列問題:
(1)B位于第____________周期_____________族;
(2)E的離子結(jié)構(gòu)示意圖是_________________;DA中含有______________。(填化學(xué)鍵類型)
(3)用電子式表示BC2的形成過程________________________________________;(用具體元素表示)
(4)C、D、E三種元素簡單離子的離子半徑由大到小的順序是______________________。(用具體離子符號表示)
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