【題目】研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義。
(1)利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2),已知重整過程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
Ⅰ.CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH=+75.0 kJ·mol1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.0 kJ·mol1
Ⅲ.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH=131.0 kJ·mol1
①反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的ΔH=_________kJ·mol1。
②固定n(CO2)=n(CH4),改變反應(yīng)溫度,CO2和CH4的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大于CH4的平衡轉(zhuǎn)化率,其原因是_______________。
(2)研究發(fā)現(xiàn),化石燃料在O2和CO2的混合氣體中燃燒與在空氣中燃燒相比,煙氣中NOx的排放量明顯降低,其主要原因是_________________________。
(3)為研究“CO還原SO2”的新技術(shù),在反應(yīng)器中加入0.10 mol SO2,改變加入CO的物質(zhì)的量,反應(yīng)后體系中產(chǎn)物物質(zhì)的量隨CO物質(zhì)的量的變化如圖所示。反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
(4)碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]毒性小,是一種綠色化工產(chǎn)品,用CO合成(CH3O)2CO,其電化學(xué)合成原理為4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O,裝置如圖所示,直流電源的負極為________(填“a”或“b”);陽極的電極反應(yīng)式為_____________。
(5)用PdCl2溶液可以檢驗空氣中少量的CO。當(dāng)空氣中含CO時,溶液中會產(chǎn)生黑色的Pd沉淀。若反應(yīng)中有0.02 mol電子轉(zhuǎn)移,則生成Pd沉淀的質(zhì)量為_______________。
【答案】+247 CO2發(fā)生了其他副反應(yīng) CO2代替了N2,減少了N2與O2反應(yīng) 4CO+2SO24CO2+S2 b 2CH3OH+CO2e(CH3O)2CO+2H+ 1.06 g
【解析】
(1)分析題中重整過程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,可根據(jù)蓋斯定律計算目標(biāo)反應(yīng)的焓變值。分析圖中轉(zhuǎn)化率曲線,當(dāng)n(CO2)=n(CH4),CO2的轉(zhuǎn)化率大于CH4,分析重整過程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式Ⅱ,可知CO2會和H2發(fā)生副反應(yīng)。
(2)相比空氣,O2和CO2的混合氣體中沒有N2,CO2代替了N2,減少了N2與O2反應(yīng);
(3)分析題給信息,隨著CO的物質(zhì)的量的增大,生成物X、Y的生成量逐漸增大,但產(chǎn)物X的生成量大于產(chǎn)物Y的生成量。在CO的物質(zhì)的量為0.20mol時,產(chǎn)物X的生成量保持不變,產(chǎn)物Y的生成量變小。在CO的物質(zhì)的量為0.20mol時,生成產(chǎn)物X、Y的物質(zhì)的量分別為0.20mol和0.05mol,根據(jù)質(zhì)量守恒,推斷X、Y的成分,進而得出反應(yīng)方程式。
(4)由圖可知,該裝置為電解池,根據(jù)電解池原理,與電源負極相連的為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),與電源正極相連的為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)電解池中陽離子向陰極移動,可判斷出電解池的陰極。根據(jù)題給的總反應(yīng)方程式,寫出電極反應(yīng)方程式。
(5)依據(jù)生成Pd質(zhì)量,結(jié)合PdCl2~Pd~2e-,計算分析。
(1)根據(jù)蓋斯定律,由①+②③得到反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)2CO( g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ/mol;根據(jù)圖示可知,CO2發(fā)生了其他副反應(yīng),同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大于CH4的平衡轉(zhuǎn)化率;答案為:①+247;②CO2發(fā)生了其他副反應(yīng);
(2)CO2代替了N2,減少了N2與O2反應(yīng);答案為:CO2代替了N2,減少了N2與O2反應(yīng);
(3)根據(jù)圖中信息,若以CO投入量為0.2 mol,則為0.10 mol SO2與0.20 mol CO反應(yīng)生成0.05 mol Y和0.2 mol X,且“CO還原SO2”,則X與Y中有一種是CO2,根據(jù)質(zhì)量守恒可知X為CO2,則Y只含有硫元素,應(yīng)該為S2;故反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4CO+2SO24CO2+S2;答案為:4CO+2SO24CO2+S2;
(4)在電解池中,陽離子向陰極移動,可以得出b為直流電源的負極;陽極氧化失電子,電極反應(yīng)式為2CH3OH+CO2e==(CH3O)2CO+2H+;答案為:b;2CH3OH+CO2e(CH3O)2CO+2H+;
(5)若空氣中含CO,溶液中會產(chǎn)生黑色的Pd沉淀。依據(jù)PdCl2~Pd~2e,每轉(zhuǎn)移2 mol電子,生成106 g Pd沉淀,共0.02 mol電子轉(zhuǎn)移,則生成沉淀的質(zhì)量==1.06 g。答案為:1.06 g。
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【題目】有關(guān)下圖所示化合物的說法不正確的是 ( )
A. 既可以與Br2的CCl4溶液發(fā)生加成反應(yīng),又可以在光照下與Br2發(fā)生取代反應(yīng)
B. 1mol該化合物最多可以與1molNa反應(yīng)
C. 既可以催化加氫,又可以使酸性KMnO4溶液褪色
D. 既可以與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),又可以與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2氣體
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【題目】下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。
(1)上述元素的單質(zhì)可能是電的良導(dǎo)體的是_______(填字母代號)。
(2)下表是一些氣態(tài)原子的第一、二、三、四級電離能(kJ·mol-1):
鋰 | X | Y | |
第一電離能 | 519 | 502 | 580 |
第二電離能 | 7296 | 4570 | 1820 |
第三電離能 | 11799 | 6920 | 2750 |
第四電離能 | 9550 | 11600 |
①通過上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量:______________________________________。
②表中的Y可能為以上13種元素中的_________(填元素符號)元素,用元素符號表示X和j按原子個數(shù)1:1形成化合物的電子式___________________________。
(3)根據(jù)構(gòu)造原理,用電子排布式表示e的核外電子排布式_______________。
(4)以上13種元素中,________(填元素符號)元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。
(5)a、e、f三種元素的最高價氧化物的水化物顯堿性,其堿性最強的為_______(用化學(xué)符號作答)。f的氧化物具有兩性,寫出其與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式___________________。
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【題目】貝諾酯是一種新型抗炎、解熱、鎮(zhèn)痛藥,其結(jié)構(gòu)如下所示。下列對該化合物敘述正確的是
A. 貝諾酯分子式為
B. 貝諾酯屬于芳香烴
C. 貝諾酯屬于高分子化合物
D. 已知貝諾酯的水解產(chǎn)物之一為對氨基乙酰酚(),在核磁共振氫譜中,對氨基乙酰酚有5種峰
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【題目】萜類化合物廣泛存在于動植物體內(nèi),關(guān)于下列萜類化合物的說法正確的是( )
A. a和b都屬于芳香族化合物
B. a和c分子中所有碳原子均處于同一平面上
C. a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色
D. b和c均能與新制的Cu(OH)2反應(yīng)生成紅色沉淀
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【題目】芳香化合物A是一種基本化工原料,可以從煤和石油中得到。A、B、C、D、E的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:回答下列問題:
⑴A的化學(xué)名稱是______;與A互為同分異構(gòu)體的芳香化合物還有 _____種,其中核磁共振氫譜圖上顯示有5個峰,且峰面積之比為1:2:2:2:3的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為:________________。
⑵A→B的反應(yīng)類型是_______。
⑶A→E的化學(xué)方程式為____________________。
⑷A與酸性KMnO4溶液反應(yīng)可得到D,寫出D的結(jié)構(gòu)簡式:_____。
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【題目】在一定條件下,容積為2 L的密閉容器中,將2 mol M氣體和3 mol N氣體混合發(fā)生下列反應(yīng)2M(g)+ 3N(g)xQ(g)+ 3R(g),該反應(yīng)達到平衡時生成2.4 mol R,并測得Q濃度為0.4 mol/L,下列敘述正確的是
A.x值為2
B.混合氣體的密度增大
C.平衡時N的濃度為 0.6 mol/L
D.N的轉(zhuǎn)化率為80%
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【題目】鎵(Ga)、鍺(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的單質(zhì)及某些化合物如砷化鎵、磷化鎵等都是常用的半導(dǎo)體材料;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)硒原子的核外電子排布式為[Ar]__________,核外電子占據(jù)的最高能層的符號是________________。
(2)砷與鍺、硒是同周期主族元素,該三種元素的第一電離能由大到小的順序為_______________________。
(3)單晶鍺具有金剛石結(jié)構(gòu),其原子之間存在的作用力為__________________。
(4)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位數(shù)是____________。硅與氫結(jié)合能形成一系列的二元化合物SiH4、Si2H6等,與氯、溴結(jié)合能形成SiCl4、SiBr4,上述四種物質(zhì)沸點由高到低順序為_______________,丁硅烯(Si4H8)中鍵與鍵個數(shù)之比為______________。
(5)已知GaCl3的熔點77. 9 °C ,沸點201°C ; GeCl4的熔點 -49. 5 °C ,沸點84 °C,則GaCl3的晶體類型為______________,GaCl3的雜化軌道類型為_____________,GeCl4的空間構(gòu)型為_________________。
(6)砷化稼的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,若該晶體密度為]則晶胞參數(shù)a =_____________cm (用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。
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【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種環(huán)保、高效、多功能飲用水處理劑,制備流程如圖所示:
下列敘述不正確的是
A.用K2FeO4對飲用水殺菌消毒的同時,還產(chǎn)生Fe(OH)3膠體吸附雜質(zhì)凈化水
B.用FeCl2溶液吸收反應(yīng)I中尾氣后可再利用
C.反應(yīng)II中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶2
D.該生產(chǎn)條件下,物質(zhì)的溶解性:Na2FeO4< K2FeO4
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