【題目】研究碳及其化合物的相互轉(zhuǎn)化對能源的充分利用、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=+206.1kJ·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,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)對反應(yīng)①速率、轉(zhuǎn)化率的影響,某同學(xué)設(shè)計了以下三組對比實驗(溫度為400℃或500℃,壓強(qiáng)為101kPa或404kPa)。
實驗序號 | 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實驗2和實驗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,此時容器中CO物質(zhì)的量為0.10mol,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lmolFexOy,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H2CO3溶液的pC-pH圖。請回答下列問題(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c(H2CO3)/c(HCO3-)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,血液緩沖體系中的c(H+)/c(H2CO3)最終將_______。
A.變大 B.變小 C.基本不變 D.無法判斷
【答案】 CH4(g)+1/2O2(g) CH3OH(l) ΔH1=-164.0kJ/mol > 10/11(90.0%、90.91%、10/11×100%) Fe3O4 2mol 不能 1×10-6 A
【解析】(1)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,由①+②+×③得:CH4(g)+ O2(g) CH3OH(l) ΔH1=-164.0KJ/mol;
(2)反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),溫度升高,化學(xué)平衡正向移動,K值變大,實驗2的溫度高于實驗3,所以K2>K3;②設(shè)甲烷和水的起始量為x,根據(jù)三段式有:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
起始量:x x 0 0
轉(zhuǎn)化量:0.1 0.1 0.1 0.3
平衡量:x-0.1 x-0.1 0.1 0.3
由平衡常數(shù)表達(dá)式K===27,解得x=0.11,則平衡時甲烷的轉(zhuǎn)化率為: ×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)鐵、氧原子守恒可知x:y=6:(6+2)=3:4,故FexOy的化學(xué)式為Fe3O4;②熱分解體系中是Fe3O4分解為FeO與氧氣,分解1mol Fe3O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol×3×(-2)=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;②由圖像可知當(dāng)PH=6時,Pc(H2CO3)=Pc(HCO3-),結(jié)合Ka1(H2CO3)= ==1×10-6;③氫離子濃度增大,平衡向左移動放出二氧化碳,碳酸濃度基本不變,則c(H+)/c(H2CO3)最終將變大。答案選A。
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【題目】下列反應(yīng)中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量的是( )
A. 乙醇燃燒 B. 碳酸鈣分解 C. 鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) D. 氧化鈣溶于水
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【題目】
A. 觀察溴的外觀→預(yù)測溴的化學(xué)性質(zhì)→做實驗并觀察實驗現(xiàn)象→分析、解釋,得出結(jié)論
B. 觀察溴的外觀→做實驗并觀察實驗現(xiàn)象→分析、解釋,得出結(jié)論
C. 做實驗并觀察實驗現(xiàn)象→分析、解釋,得出結(jié)論
D. 預(yù)測溴的性質(zhì)→做實驗并觀察實驗現(xiàn)象→分析、解釋,得出結(jié)論→觀察溴的外觀
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【題目】硫、鋅在農(nóng)藥、材料和人們?nèi)粘I钪芯哂袕V泛的應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)基態(tài)S原子中,核外電子占據(jù)的最高能級符號為______,其電子云形狀為______,基態(tài)Zn原子的價電子排布式為______。
(2)硫代乙酰胺(CH3CSNH2)在酸性溶液中水解產(chǎn)生H2S,可替代H2S在溶液中作沉淀劑使用。1 mol CH3CSNH2含有π鍵為______mol,其中兩個C原子的雜化方式分別為_______。
(3)H2S熔點為-85.5℃,而與其具有類似結(jié)構(gòu)的H2O的熔點為0℃,極易結(jié)冰成固體,二者物理性質(zhì)出現(xiàn)此差異的原因是____________________。
(4)ZnS可用于制白色的顏料及玻璃、發(fā)光粉、橡膠、塑料、發(fā)光油漆等。晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
在一個ZnS晶胞結(jié)構(gòu)中,S的數(shù)目為 ______。若該晶胞邊長為540.0 pm,則其密度為_______gcm-3。
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【題目】Ⅰ:氫化亞銅(CuH)是一種難溶物質(zhì),用CuSO4溶液和“另一物質(zhì)”在40~50℃時反應(yīng)可生成它。CuH具有的性質(zhì)有:不穩(wěn)定,易分解;在氯氣中能燃燒;與稀鹽酸反應(yīng)能生成氣體;Cu+在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)是:2Cu+=Cu2++Cu。
根據(jù)以上信息,結(jié)合自己所掌握的化學(xué)知識,回答下列問題:
(1)用CuSO4溶液和“另一物質(zhì)”制CuH的反應(yīng)中,用氧化還原觀點分析,這“另一物質(zhì)”在反應(yīng)中作用是______。
(2)寫出CuH在氯氣中燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式:___________。
(3)CuH溶解在稀鹽酸中生成的氣體是___________,如果反應(yīng)中生成了標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L的氣體,被還原的離子得電子的物質(zhì)的量是__________。
Ⅱ:用高效的二氧化氯(ClO2)替代液氯進(jìn)行消毒,可避免產(chǎn)生對人體健康有害的有機(jī)氯代物。
(1)工業(yè)上,ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加硫酸酸化后反應(yīng)制得,則化學(xué)反應(yīng)方程式為___。
(2)有效氯含量是含氯消毒劑的一個重要指標(biāo),有效氯含量的定義為:從HI中氧化出相同量的I2所需Cl2的質(zhì)量與指定含氯消毒劑的質(zhì)量之比,常用百分?jǐn)?shù)表示。則ClO2的有效氯含量是_______。
(3)某同學(xué)欲對用ClO2消毒過的自來水進(jìn)行氯元素含量的測定(假定ClO2全部轉(zhuǎn)化為Cl-),他們進(jìn)行了如下實驗:向30.00 mL水樣中加幾滴K2CrO4溶液作指示劑,用0.001 mol·L-1AgNO3溶液滴定,當(dāng)有磚紅色Ag2CrO4沉淀出現(xiàn)時,達(dá)滴定終點,此時用去AgNO3溶液12.12 mL。
①水樣中Cl-的物質(zhì)的量濃度是_______________。
②已知Ksp(AgCl) = 1.78×10-10,Ksp(Ag2CrO4) = 2.00×10-12。如在滴定終點時,測得溶液中CrO42-的濃度是5.0×10-3mol·L-1。試計算此時溶液中Cl-的濃度是________________。
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【題目】北京“鳥巢”運(yùn)用了高強(qiáng)度、高性能的釩氮合金高新鋼,釩元素的原子序數(shù)為23,則釩原子的外圍電子排布式正確的是( )
A.3s23p6B.3d34s2
C.3d64s2D.4s2
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【題目】下列有關(guān)同分異構(gòu)體數(shù)目的敘述不正確的是:
A. 甲苯苯環(huán)上的一個氫原子被含3個碳原子的烷基取代,所得產(chǎn)物有6種
B. 與互為同分異構(gòu)體的芳香族化合物有5種
C. 含有5個碳原子的飽和鏈烴,其一氯取代物有3種
D. 菲的結(jié)構(gòu)簡式為,它與硝酸反應(yīng),可生成5種一硝基取代物
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【題目】向一恒容密閉容器中充入2 mol SO2和1mol O2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2SO2+O22SO3,下列有關(guān)說法正確的是
A. 達(dá)到化學(xué)平衡時,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零
B. 當(dāng)O2的濃度不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C. 當(dāng)單位時間消耗a mol O2,同時消耗2a mol SO2時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D. 當(dāng)SO2、O2、SO3的分子數(shù)比為2:1:2,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
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