【題目】中國(guó)政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。減少CO2排放是一項(xiàng)重要課題。
(1)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,簡(jiǎn)稱DMC)是一種應(yīng)用前景廣泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常壓、70~120 ℃和催化劑條件下合成DMC。
已知:①CO(g) +1/2O2(g) === CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
②H2O(l)===H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-15.5 kJ·mol-1
則2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(l) ΔH=________。
(2)在2L的密閉容器中通入2 mol CH3OH和1 mol CO2,按反應(yīng)③合成DMC,一定條件下,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示,則:
①A點(diǎn)的平衡常數(shù)為_________________
②v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的順序?yàn)?/span>__________________;
③下列能說明在此條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2)
B.CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變
C.恒容條件,容器內(nèi)氣體的密度保持不變
D.各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變
(3)CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴,主要有以下兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
反應(yīng)Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)
為分析催化劑對(duì)反應(yīng)的選擇性,在1 L密閉容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。
①該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇________(填“反應(yīng)Ⅰ”或“反應(yīng)Ⅱ”)。
②用惰性電極電解強(qiáng)酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如圖所示。b電極上的電極反應(yīng)式為________________________________。
【答案】-342.5 kJ·mol-1 1 v(C)>v(B)>v(A) D 反應(yīng)Ⅰ 2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O
【解析】
(1)目標(biāo)反應(yīng)可由得到,根據(jù)蓋斯定律,所求反應(yīng)的焓變?yōu)?/span>,
故答案為:-342.5 kJ·mol-1;
(2)①A點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率為50%,列三段式,
則A點(diǎn)的平衡常數(shù)為;
②該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越高,故 ,A、B兩點(diǎn)溫度相同,C點(diǎn)溫度最高,故 ;
③A、 ,正逆反應(yīng)速率不相等,故A錯(cuò);
B、因甲醇和二氧化碳的初始投料比為2:1,反應(yīng)消耗也是2:1,故甲醇和二氧化碳的物質(zhì)的量之比始終是2:1,故甲醇與二氧化碳的物質(zhì)的量之比保持不變無法判斷反應(yīng)是否是平衡狀態(tài),B錯(cuò);
C、恒容時(shí),總體積不變,根據(jù)質(zhì)量守恒,氣體總質(zhì)量保持不變,故氣體密度始終不變,無法判斷是否平衡狀態(tài),C錯(cuò);
D、各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變,說明各組分的量不再變化,說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),D正確;
故答案為:1;;D;
(3)①根據(jù)圖像,在溫度低的時(shí)候,生成比要多,該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇反應(yīng)Ⅰ;
②b電極連接電源負(fù)極,為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),二氧化碳在酸性環(huán)境中轉(zhuǎn)化為,故電極反應(yīng)式為:;
故答案為:反應(yīng)Ⅰ;。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是
A.64 g銅絲加熱下在足量硫黃蒸氣里完全反應(yīng)后,失去的電子數(shù)為NA
B.0.2 mol NO和0.1 mol O2充分反應(yīng)后,混合物的分子數(shù)為0.2NA
C.1 mol SO2溶于足量水,溶液中H2SO3、HSO3-與SO32-粒子的物質(zhì)的量之和為NA
D.l00g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇水溶液中氧原子數(shù)為NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】己二酸是重要的有機(jī)合成中間體,是重要的化工原料。己二酸的物理常數(shù)如表所示:
物質(zhì) | 色態(tài) | 相對(duì)分子質(zhì)量 | 熔點(diǎn)/℃ | 溶解度(性) | |||
g/100mL水 | 乙醇 | ||||||
己二酸 | 白色晶體 | 146 | 152 | 15℃ | 25℃ | 100℃ | 易溶 |
1.4 | 2.3 | 160 |
Ⅰ.制備己二酸的一種反應(yīng)機(jī)理如下:
+HNO3(濃)HOOC(CH2)4COOH+NO2↑+H2O(未配平)
制備己二酸的裝置如圖所示(夾持、加熱裝置省略)。
(1)向三頸燒瓶中加入2mL濃HNO3,再緩慢滴加1mL環(huán)己醇,保持80℃持續(xù)反應(yīng)2h。儀器b的名稱是______________,能否用于蒸餾冷凝: ____________(填“能”或“否”)。反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后,在冰水浴中冷卻,分離出己二酸粗品,用冰水浴的目的是__________
(2)圖中裝置的缺陷為____________________。
Ⅱ.用濃HNO3做氧化劑的合成方法中,濃HNO3會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備?茖W(xué)家改進(jìn)了合成已二酸的方法,改進(jìn)后的反應(yīng)機(jī)理如下:
HOOC(CH2)4COOH
(環(huán)己烯,難溶于水,易溶于乙醇),使用的裝置如圖所示(夾持、加熱裝置省略)。
(3)儀器c與a相比較,優(yōu)點(diǎn)在于___________。
(4)檢驗(yàn)己二酸粗產(chǎn)品中含有少量環(huán)己烯時(shí)的方法_________。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,準(zhǔn)確稱取實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品0.1500g于250mL錐形瓶中,加入50mL熱的蒸餾水,攪拌溶解,滴加幾滴酚酞。用0.1000molL-1 NaOH溶液滴定。重復(fù)上述操作兩次,消耗NaOH的平均體積為20.00mL。
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為__________。
②產(chǎn)品的純度為______________(保留3位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,向20.00mL0.1000 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入0.1000 mol·L-1的NaOH溶液,pH隨NaOH溶液體積的變化如圖所示。下列說法不正確的是
A. 在反應(yīng)過程中,c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)
B. pH=5時(shí),c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)
C. pH=6時(shí),c(Na+)+ c(H+)-c(OH-)+ c(CH3COOH)=0.1000 mol·Lˉ1
D. pH=7時(shí),消耗NaOH溶液的體積小于20.00mL
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有德國(guó)重離子研究中心人工合成的第 112 號(hào)元素的正式名稱為“Copernicium”,相應(yīng)的 元素符號(hào)位“Cn”。該元素的名稱是為了紀(jì)念天文學(xué)家哥白尼而得名。該中心人工合成 Cn 的過程可表示為: Zn+ Pb= Cn+n,下列敘述中正確的是
A.Cn 的原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多 53
B.Cn 元素的相對(duì)原子質(zhì)量為 277
C.上述合成過程中屬于化學(xué)變化
D.Cn 元素位于元素周期表的第六周期,是副族元素
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如下圖所示,利用海水可提取很多重要的化工原料。
下列有關(guān)說法正確的是.( )。
A.第①步中除去粗鹽中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì),加入的藥品順序?yàn)椋?/span>Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸
B.第②步中工業(yè)上可采用石墨為陰極,鐵為陽極,采用陽離子交換膜的電解裝置
C.第③步中結(jié)晶出的MgCl2·6H2O可在空氣中受熱分解制無水MgCl2
D.在第④步中溴元素被氧化,第⑤、⑥步中既有溴元素被氧化也有溴元素被還原
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】可逆反應(yīng):在恒容容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
①單位時(shí)間內(nèi)生成的同時(shí)生成
②單位時(shí)間內(nèi)生成的同時(shí)生成
③用、、的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A.①④⑥B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤⑥
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g);△H<0。如圖表示該反應(yīng)的速率(v)隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系,t2、t3、t5時(shí)刻外界條件有所改變,但都沒有改變各物質(zhì)的初始加入量,下列說法中不正確的是( )
A.t3時(shí)減小了壓強(qiáng)B.t5時(shí)升高了溫度
C.t2時(shí)加入了催化劑D.t4~t5時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率最低
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鋁是一種輕金屬,被稱為金屬界的“萬金油”,應(yīng)用范圍極其廣闊,含鋁的化合物如氧化鋁、氫氧化鋁等在工業(yè)上用途十分廣泛。
(1)寫出金屬鋁與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目和方向: _______________________________________________________________________。
將一滴汞滴在已除去表面氧化膜的鋁片上,放置在空氣中等待片刻,滴在汞的地方會(huì)較快地長(zhǎng)出“白毛”,其成分為_______________。
a. Al2O3 b . Al(OH)3 c. HgO d.鋁汞齊
(2)某興趣小組嘗試分離Fe2O3和Al2O3的混合物,流程圖,寫出下列操作的名稱及物質(zhì)的化學(xué)式:
操作a的名稱為_____________;
試劑X__________;不溶物A__________;
氣體Y__________;
(3)寫出Al(OH)3的電離方程式____________________________________________。實(shí)驗(yàn)室通常用AlCl3溶液作為制備Al(OH)3的原料,寫出在溶液中滴加過量NaOH溶液的化學(xué)方程式:_________________________________________________。
(4)在100mL 2mol/L AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,過濾、洗滌、烘干后得到7.8g Al(OH)3沉淀,則加入的NaOH的物質(zhì)的量為__________mol。
(5)氫氧化鋁是應(yīng)用廣泛的無機(jī)阻燃添加劑,阻燃時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:2 Al(OH)3 Al2O3+3H2O根據(jù)方程式解釋氫氧化鋁能做阻燃劑的原因:_______________________________________________________________________。
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