【題目】CO2和CH4均為溫室氣體,若得以綜合利用,對溫室氣體整治具有重大意義。
(1)已知:
CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247.3kJ·mol-1
CH4(g)C(s)+2H2(g) △H=+75.0kJ·mol-1
反應2CO(g)C(s)+CO2(g)在_______能自發(fā)進行。
A、高溫 B、低溫 C、任意溫度 D、任意溫度都不能
(2)合成甲醇的主要反應是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。初始壓強P1下,向體積為2L的恒容密閉容器中充入b mol CO和2b mol H2,平衡時CO的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。請回答:
①下列判斷正確的是______
A、放熱反應 P1>P2 B、放熱反應 P1<P2
C、吸熱反應 P1>P2 D、吸熱反應 P1<P2
②200℃時,該反應的平衡常數(shù)K=_______(用含b的代數(shù)式表示)。若上述反應經(jīng)過tmin達到平衡,則該時間段內氫氣的平均反應速率為_______。
(3)實驗室可用Na2CO3 與鹽酸混合制備少量CO2。在25℃時,取10.6g Na2CO3 與鹽酸混合所得的一組體積為1L 的溶液,溶液中部分微粒與pH 的關系如圖所示。則:
①根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計算CO32-的水解常數(shù)K=____________________。
②pH = 6的溶液中:c(H2CO3)+ c(HCO3-)+ c(CO32-)_____(填>、<或=)0.1 mol·L-1
(4)以甲烷為燃料的酸性燃料電池負極反應式:___________________________
【答案】B B 4/b2 < CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
【解析】
(1)CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)△H═+247.3kJ/mol ①,CH4(g)C(s)+2H2(g)△H═+75kJ/mol ②,將方程式②-①得2CO(g)C(s)+CO2(g)△H═(+75kJ/mol)-(+247.3kJ/mol)=-172.3kJ/mol,該反應的△H<0、△S<0,如果△H-T△S<0就能自發(fā)進行;
(2)①相同壓強下,升高溫度CO轉化率降低,平衡逆向移動;該反應前后氣體計量數(shù)之和減小,增大壓強CO轉化率增大;
②200℃時,CO的轉化率為0.5,所以平衡時CO、H2、CH3OH的濃度分別0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L,根據(jù)平衡常數(shù)的定義計算平衡常數(shù);若200℃時,上述反應經(jīng)過tmin達到平衡,氫氣轉化的濃度為0.5bmol/L,根據(jù)v=△c/△t計算;
(3)根據(jù)平衡常數(shù)的定義進行計算;
(4)甲烷和空氣為原料,構成堿性燃料電池,負極上甲烷失電子生成碳酸根離子,據(jù)此書寫電極反應式。
(1)已知:①CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)△H=+247.3kJmol-1
②CH4(g)C(s)+2H2(g)△H=+75.0kJmol-1,根據(jù)蓋斯定很,將②-①得反應2CO(g)C(s)+CO2(g)△H=-172.3kJmol-1,△H<0,而該反應△S<0,所以該反應在溫度較低的條件下可以自發(fā)進行,
故答案為:B。
(2)①根據(jù)圖可知,溫度越高,CO的轉化率越小,所以該反應的正反應為放熱反應,根據(jù)圖相同溫度時P2的CO的轉化率大于P1,而該反應為氣體體積減小的反應,壓強越大,CO的轉化率越高,所以P1<P2,
故答案為:B。
②200℃時,CO的轉化率為0.5,所以平衡時CO、H2、CH3OH的濃度分別0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L,所以平衡常數(shù)K=0.25b/(0.5b)2×0.25b=4/b2,若200℃時,上述反應經(jīng)過tmin達到平衡,氫氣轉化的濃度為0.5bmol/L,所以該時間段內氫氣的平均反應速率為0.5b/tmol/(Lmin)=b/2tmol/(Lmin),故答案為:4/b2;b/2tmol/(Lmin)。
(3)10.6g碳酸鈉的物質的量為:n(Na2CO3)=10.6g/106g/mol =0.1mol,CO32-+H2OHCO3-+OH-的平衡常數(shù)K=c(HCO3)c(OH)/c(CO32),由圖中數(shù)據(jù)可知,當pH=11時,c(HCO3)=c(CO32),CO32-平衡常數(shù)K=c(OH)=1.0×10-3,故答案為:1.0×10-3。
②根據(jù)圖象可知,pH=6時有CO2生成,根據(jù)物料守恒可知:c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)<0.1molL-1,故答案為:<。
(4)甲烷和空氣為原料,構成堿性燃料電池,負極上甲烷失電子生成碳酸根離子,負極的電極反應式為:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,
故答案為:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】從鋁土礦(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下:
請回答下列問題:
(1) 流程乙加入燒堿后生成SiO32-的離子方程式為________________________________。
(2) 寫出由濾液D生成Al(OH)3的離子方程式: ________________________________。
(3)向濾液Y中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4) 濾液E、K中溶質的主要成分是________(填化學式)。
(5) 已知298 K時,Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp=5.6×10-12。取適量的濾液B,加入一定量的燒堿至達到沉淀溶解平衡,測得pH=13.00,則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2+)=________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某化學興趣小組測定某Fe2(SO4)3樣品(只含少量FeCl2雜質)中鐵元素的質量分數(shù),按以下實驗步驟進行操作:
①稱取ag樣品,置于燒杯中;
②加入50 mL 1.0 mol/L稀硫酸和一定量的蒸餾水,使樣品溶解,然后準確配制成250.0 mL溶液;
③量取25.0 mL步驟②中配得的溶液,置于燒杯中,加入適量的氯水,使反應完全;
④加入過量氨水,充分攪拌,使沉淀完全;
⑤過濾,洗滌沉淀;
⑥將沉淀轉移到某容器內,加熱、攪拌,直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色后,在干燥器中冷卻至室溫后,稱量;
⑦……
請根據(jù)上面敘述,回答:
(1)上圖所示儀器中,本實驗步驟①②③中必須用到的儀器有燒杯、量筒和________(填字母)。
(2)步驟②中:配制50 mL 1.0 mol/L稀H2SO4需要98%(密度1.84 g/cm3)的濃H2SO4體積為________mL,量取該體積的濃H2SO4用到量筒規(guī)格是________。
(3)樣品中的雜質Fe2+有較強的還原性,完成并配平下列反應的離子方程式:
___Fe2++___ClO2+______=___Fe3++___Cl—+___H2O,從理論上分析,上述實驗中若將氯水改為ClO2時,氧化等量的Fe2+消耗ClO2與Cl2的物質的量之比為________。
(4)第⑥步的操作中,將沉淀物轉移到________(填儀器名稱)中加熱,并在干燥器中冷卻到室溫,稱量其質量。
(5)若步驟⑥不在干燥器中冷卻,則測定的鐵元素的質量分數(shù)會________(填“偏大”“偏小”或“不影響”);若容器質量是W1g,最終容器和固體的總質量是W2g,則樣品中鐵元素的質量分數(shù)為_____(列出算式,不需化簡)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】今有A、B、C、D、E、F六種裝置,如圖所示。請回答下列問題(橡皮管、導管可自由選用)。
(1)實驗室制取并收集氧氣時應選擇__________和__________相連接,制取并收集氫氣時應選擇__________和__________相連接。
(2)進行木炭還原氧化銅并檢驗生成氣體的實驗,應選擇________和________相連接,檢驗氣體時觀察到的實驗現(xiàn)象是__________________________________。
(3)實驗室用無水醋酸鈉固體和固體堿石灰加熱制取甲烷氣體。已知甲烷的密度比空氣小,不溶于水。則制取甲烷氣體可選用的裝置為________,收集甲烷氣體時可選用的裝置為________。
(4)如圖是某學生設計的一種有洗氣、貯氣等用途的裝置。欲除去O2中混有的水蒸氣,瓶中可盛________。當用排水法收集氫氣時,瓶內先裝滿水,氣體從________(填“a”或“b”,下同)導管口通入。若要用水將瓶中氫氣排出,水應從________導管口進入。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】O2、O3、N2、N4是氧和氮元素的幾種單質。回答下列問題:
(1)O原子中價電子占據(jù)的軌道數(shù)目為______________。
(2)第一電離能I1:N__________O(填“>”或“<”),第二電離能I2:O大于N的原因是_________________。
(3)O3的空間構型為__________________;分子中存在大π鍵,可用符號Π表示,其中m表示形成的大π鍵的原子數(shù),n表示形成的大π鍵的電子數(shù),則O3中大π鍵應表示為___________________________________。
(4)N元素的簡單氣態(tài)氫化物NH3在H2O中溶解度很大,其原因之一是NH3和H2O可以形成分子間氫鍵,則在氨水中氫鍵可以表示為H3N…H—N、____________________、__________________________(任寫兩種即可)。
(5)已知:表格中鍵能和鍵長數(shù)目。
化學鍵 | 鍵長/pm | 鍵能/(kJ·mol-1) |
N-N | 145 | 193 |
N=N | 125 | 418 |
N≡N | 110 | 946 |
N2和N4都是N元素的單質,其中N4是正四面體構型,N原子占據(jù)四面體的四個頂點,從鍵參數(shù)角度分析N4分子穩(wěn)定性遠小于N2原因是________________________。
(6)Na2O的晶胞結構如圖所示,X表示O2-,Y表示Na+,則O2-的配位數(shù)為____________,該晶胞的原子空間利用率為_____________。[已知該晶胞的棱長為a pm,r(Na+)=x pm,r(O2-)=y pm]
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在定溫定容的密閉容器中合成。下列不能說明反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達到化學平衡狀態(tài)的是 ( )
A.
B. 容器內的壓強不再改變
C. SO3的生成速率與SO2 的生成速率相等
D. SO2 的轉化率不再改變
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【題目】下列離子方程式正確的是
A.碳酸氫鈣溶液中加入少量氫氧化鈉溶液:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
B.海帶灰浸泡濾液中加入稀硫酸后再加入雙氧水:2I-+ H2O2+4H+ = I2+2H2O
C.用濃鹽酸與MnO2反應制取少量氯氣:MnO2+4H++4Cl-MnCl2+Cl2↑+2H2O
D.1L4mol·L-1 NaOH溶液中通入67.2LCO2(標準狀況下),反應的離子方程式為:4OH- +3CO2 = 2HCO3-+CO32-+H2O
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】若阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值用NA表示,下列說法正確的是( )
A.1.6gNH2-離子所含質子數(shù)為NA
B.常溫常壓下,200g8.5%的H2O2溶液中含氧原子數(shù)為NA
C.7.8gNa2O2晶體中所含離子總數(shù)為0.4NA
D.在反應KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3molI2轉移的電子數(shù)為5NA
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