【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。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1 kJ·mol1
②2H2(g)+ CO(g)CH3OH(l) △H2=128.3 kJ·mol1
③2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) △H3=483.6 kJ·mol1
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__________________________。
(2)利用反應(yīng)①來制備氫氣,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·L1 | H2O初始濃度/mol·L1 |
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1 L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0.10 mol,則CH4的轉(zhuǎn)化率為__________。
(3)科學(xué)家提出由CO2制取C的太陽能工藝如圖1所示。
①“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應(yīng)中n(FeO)∶n(CO2)=6∶1,則FexOy的化學(xué)式為______________。
②“熱分解系統(tǒng)”中每分解l mol FexOy,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。
(4)pC類似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1×103 mol·L1,則該溶液中溶質(zhì)的pC=lg(1×103)=3。如圖2為25℃時(shí)H2CO3溶液的pCpH圖。請(qǐng)回答下列問題 (若離子濃度小于105 mol·L1,可認(rèn)為該離子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、、_____________(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.無法判斷
【答案】(1)CH4(g)+O2 (g)CH3OH(l) △H=164.0 kJ·mol1
(2)①> ② (90.9%、90.91%、×100%均可)
(3)①Fe3O4 ②2 mol
(4)①不能 ②1×106 ③A
【解析】本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡、物質(zhì)的量的相關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡的計(jì)算和影響因素。(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1 kJ·mol1,
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) △H2=128.3 kJ·mol1,
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=483.6 kJ·mol1,
根據(jù)蓋斯定律,將①+1/2×③+②得:CH4(g)+ 1/2O2(g)CH3OH(l)
△H=(+206.1 kJ·mol1)+1/2 (483.6 kJ·mol1)+(128.3 kJ·mol1)=164.0 kJ·mol1。
(2)①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;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,所以K2>K3;
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 0.10 0.30
平衡量(mol) a0.10 a0.10 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%。
(3)①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∶1,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;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1 mol×3×(8/32)=2 mol。
(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;②由圖象可知當(dāng)pH=6時(shí),pC(H2CO3)=pC(),結(jié)合Ka1(H2CO3)= ==106;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) 來源: 題型:
【題目】用 MnO2 和濃鹽酸制取純凈干燥的氯氣,并讓氯氣與銅粉反應(yīng)制取純凈的無水 CuCl2,裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)前檢查整套裝置的氣密性的方法是______________,寫出 A 中反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。
(2)B 中選用的試劑是____________,其作用是_____________;C 中選用的試劑是_____________,其作用是____________________。
(3)D 中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。
(4)裝置 E 的目的是_______________,寫出 E 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
(5)但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) D 中得到的無水 CuCl2 總是偏藍(lán)色,請(qǐng)你幫他們分析這是為什么?_________________,提出改進(jìn)方案:____________________________。
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【題目】中國(guó)科學(xué)家屠呦呦因開創(chuàng)性地運(yùn)用萃取的原理從中草藥中分離出青蒿素并應(yīng)用于瘧疾治療獲得今年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。萃取實(shí)驗(yàn)中用到的主要儀器是 ( )
A. 長(zhǎng)頸漏斗 B. 分液漏斗
C. 圓底燒瓶 D. 蒸餾燒瓶
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Na、Mg、Al的有關(guān)性質(zhì)的敘述正確的是( )
A.還原性:Na>Mg>Al
B.第一電離能:Na<Mg<Al
C.電負(fù)性:Na>Mg>Al
D.堿性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3
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【題目】“物質(zhì)的量”是一個(gè)將微觀粒子與宏觀物質(zhì)聯(lián)系起來的物理量。下列說法不正確的是( )
A. 1 mol NaCl的體積為22.4 L
B. 1 mol H2含有6.02×1023個(gè)氫分子
C. 1 mol O2含有2 mol氧原子
D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol H2的體積為22.4 L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某校環(huán)保小組學(xué)生處理污水樣品時(shí),需要配制450mL0.1mol/L硫酸。
(1)如圖所示儀器中,配制上述溶液肯定不需要的儀器是_____(填字母),除圖中已有儀器外,配制上述溶液還需要的玻璃儀器是______(填儀器名稱)。
(2)如果用5.0mol/L的硫酸來配制上述硫酸,則需該硫酸的體積為_____。
(3)在容量瓶的使用方法中,下列操作正確的是____(填字母)。
A.使用容量瓶前檢查它是否漏水
B.容量瓶用水洗凈后,再用待配溶液潤(rùn)洗
C.配制溶液時(shí),如果試樣是固體,把稱好的試樣用紙條小心倒入容量瓶中,緩慢加水接近標(biāo)線l~2cm處,用滴管加蒸餾水至標(biāo)線
D.定容后,蓋好瓶塞,用食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反復(fù)倒轉(zhuǎn)多次,搖勻
(4)定容時(shí),若仰視刻度線,則所配溶液物質(zhì)的量濃度___(填“偏大”“偏小”“不變”)。
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【題目】在含有下列各離子組的溶液中,能大量共存且溶液為無色透明的是()
A. Na+、Cu2+、Cl-、SO42― B. Ba2+、K+、OH-、NO3―
C. K+、Ca2+ 、NH4+、CO32― D. H+、Ca2+、Cl-、HCO3―
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【題目】用NA表示阿伏德羅常數(shù),下列敘述正確的是( )
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LH2O含有的分子數(shù)為NA
B. 常溫常壓下,1.06g Na2CO3含有的Na+離子數(shù)為0.02 NA
C. 通常狀況下,NA個(gè)CO2分子占有的體積為22.4L
D. 物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L1的MgCl2溶液中,含有Cl-個(gè)數(shù)為NA
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【題目】用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的c(H+)從1×10-6molL-1變?yōu)?×10-3molL-1時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計(jì)),電極上析出銀的質(zhì)量約是()
A. 27mg B. 54mg C. 108mg D. 216mg
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