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科目: 來源: 題型:解答題

20.淮南是我國重要的煤炭生產(chǎn)基地,通過煤的氣化和液化,能使煤炭得以更廣泛的應(yīng)用.
Ⅰ.工業(yè)上先將煤轉(zhuǎn)化為CO,再利用CO和水蒸氣反應(yīng)制H2時(shí),存在以下平衡:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
(1)向2L恒容密閉容器中充入CO和H2O(g),800℃時(shí)測得部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表.
t/min01234
n(H2O)/mol1.201.040.900.700.70
n(CO)/mol0.800.640.500.300.30
則從反應(yīng)開始到2min時(shí),用H2表示的反應(yīng)速率為0.075mol••L-1•min-1;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.2(小數(shù)點(diǎn)后保留1位有效數(shù)字).
(2)相同條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO、3mol H2O(g)、2molCO2(g)、2mo1H2(g),此時(shí)v<v(填“>”“<”或“=”).
Ⅱ.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃燒熱分別為283kJ•mol-1、286kJ•mol-1、726 kJ•mol-1
(3)利用CO、H2合成液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-129kJ•mol-1
(4)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析升高溫度對制備甲醇反應(yīng)的影響升高溫度使反應(yīng)速率加快,平衡左移,CH3OH產(chǎn)率減。
Ⅲ.為擺脫對石油的過度依賴,科研人員將煤液化制備汽油,并設(shè)計(jì)了汽油燃料電池,電池工作原理如右圖所示:一個(gè)電極通入氧氣,另一電極通入汽油蒸氣,電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-
(5)以己烷(C6H14)代表汽油,寫出該電池工作時(shí)的負(fù)極反應(yīng)方程式C6H14-38e-+19O2-=6CO2+7H2O.
(6)已知一個(gè)電子的電量是1.602×10-19C,用該電池電解飽和食鹽水,當(dāng)電路中通過1.929×105C的電量時(shí),生成標(biāo)況下氫氣的體積為22.4L.

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19.甲酸(HCOOH)是一種有刺激性氣味的無色液體,有很強(qiáng)的腐蝕性、較強(qiáng)的還原性.熔點(diǎn)8.4℃,沸點(diǎn)100.7℃,能與水、乙醇互溶,加熱至160℃即分解成二氧化碳和氫氣.
(1)實(shí)驗(yàn)室可用甲酸與濃硫酸共熱制備一氧化碳:HCOOH$\frac{\underline{\;\;\;\;\;濃硫酸\;\;\;\;\;}}{80℃-90℃}$H2O+CO↑,實(shí)驗(yàn)的部分裝置如下圖所示.制備時(shí)先加熱濃硫酸至80℃-90℃,再逐滴滴入甲酸.

①請從圖中挑選所需的儀器,補(bǔ)充圖中虛線方框中缺少的氣體發(fā)生裝置:ac、e(填選項(xiàng)序號)(必要的塞子、玻璃管、橡膠管、固定裝置已省略).其中,溫度計(jì)的水銀球應(yīng)該處于液面以下,但不能接觸燒瓶底部位置.

②裝置Ⅱ的作用是防止水槽中的水因倒吸流入蒸餾燒瓶中.
(2)實(shí)驗(yàn)室可用甲酸制備甲酸銅.其方法是先用硫酸銅和碳酸氫鈉作用制得堿式碳酸銅,堿式碳酸銅再與甲酸反應(yīng)制得四水甲酸銅[Cu(HCOO)2•4H2O]晶體.相關(guān)的化學(xué)方程式是:
2CuSO4+4NaHCO3═Cu(OH)2•CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu(OH)2•CuCO3+4HCOOH+5H2O═2Cu(HCOO)2•4H2O+CO2
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
Ⅰ、堿式碳酸銅的制備:

①步驟ⅰ是將一定量CuSO4•5H2O晶體和NaHCO3固體一起放到研缽中研磨,其目的是研細(xì)并混合均勻.
②步驟ⅱ是在攪拌下將固體混合物分多次緩慢加入熱水中,反應(yīng)溫度控制在70℃-80℃,如果看到有黑色固體生成(填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),說明溫度過高.
③步驟ⅱ的后續(xù)操作有過濾、洗滌.檢驗(yàn)沉淀是否已洗滌干凈的方法為取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加BaCl2溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,說明沉淀已洗滌干凈,若產(chǎn)生白色沉淀,說明沉淀未洗滌干凈.
Ⅱ、甲酸銅的制備:
將Cu(OH)2•CuCO3固體放入燒杯中,加入一定量熱的蒸餾水,再逐滴加入甲酸至堿式碳酸銅恰好全部溶解,趁熱過濾除去少量不溶性雜質(zhì).在通風(fēng)櫥中蒸發(fā)濾液至原體積的$\frac{1}{3}$時(shí),冷卻析出晶體,過濾,再用少量無水乙醇洗滌晶體2~3次,晾干,得到產(chǎn)品.
④“趁熱過濾”中,必須“趁熱”的原因是防止甲酸銅晶體析出.
⑤用乙醇洗滌晶體的目的是洗去晶體表面的水和其它雜質(zhì).
(3)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明甲酸具有較強(qiáng)的還原性:往甲酸溶液中滴加氫氧化鈉溶液調(diào)成堿性.再取該溶液幾滴滴加到2mL新制銀氨溶液中,水浴加熱,有銀鏡生成.

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18.X、Y、Z、M是四種原子序數(shù)依次增大的主族元素.已知X、Y、Z是短周期中的三種非金屬元素,X元素原子的核外電子數(shù)等于所在周期數(shù);Y原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍;Z單質(zhì)為無色氣體,性質(zhì)穩(wěn)定常用作保護(hù)氣;M是地殼中含量最高的金屬元素.下列說法正確的是(  )
A.四種元素的原子半徑從大到小的順序是:M>Z>Y>X
B.元素X、Z可形成某種化合物,其分子內(nèi)既含極性鍵又含非極性鍵
C.化合物YO2、ZO2都能和氫氧化鈉溶液反應(yīng),均屬于酸性氧化物
D.金屬M(fèi)制品具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力,說明M元素的金屬活動性較差

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17.工業(yè)上常用電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿,生產(chǎn)裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極.測得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1:2,以下說法中正確的是( 。
A.a極與電源的負(fù)極相連B.產(chǎn)物丙為硫酸溶液
C.離子交換膜d為陰離子交換膜D.b電極反應(yīng)式:4OH--4e-=O2↑+2H2O

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16.某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了有關(guān)Cu、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如圖所示.下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.實(shí)驗(yàn)①中溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,說明稀硝酸被Cu還原為NO2
B.實(shí)驗(yàn)③中滴加稀硫酸,銅片繼續(xù)溶解,說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)
C.實(shí)驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3Cu+Cu(NO32+4H2SO4═4CuSO4+2NO↑+4H2O
D.由上述實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:Cu在常溫下既可以和稀硝酸反應(yīng),也可以和稀硫酸反應(yīng)

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15.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( 。
A.常溫常壓下,0.1molC8H18所含有的共價(jià)鍵數(shù)目為2.5NA
B.1L 1 mol•L-1 FeCl3溶液完全水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為NA
C.氫氧燃料電池正極消耗22.4L氣體時(shí),電路中通過的電子數(shù)目為4NA
D.28.6gNa2CO3•10H2O溶于水配成1L溶液,該溶液中陰離子數(shù)目為0.1NA

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14.2015年10月,中國女藥學(xué)家屠呦呦因創(chuàng)制新型抗瘧藥--青蒿素和雙氫青蒿素的貢獻(xiàn)獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎.青蒿素和雙氫青蒿素的結(jié)構(gòu)式如下圖.從青蒿中提取青蒿素主要采用有機(jī)溶劑提取的方法.下列有關(guān)說法不正確的是(  )
A.用有機(jī)溶劑從青蒿中提取青蒿素,主要采用萃取的方法
B.青蒿素的分子式為C15H22O5
C.青蒿素通過還原反應(yīng)可制得雙氫青蒿素
D.青蒿素和雙氫青蒿素都是芳香族化合物

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13.實(shí)驗(yàn)室制乙酸乙酯得主要裝置如圖1所示,主要步驟
①在a試管中按2:3:2的體積比配制濃硫酸、乙醇、乙酸的混合物;
②按A圖連接裝置,使產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到b試管所盛的飽和碳酸鈉溶液(加入幾滴酚酞試液)中;
③小火加熱a試管中的混合液;
④等b試管中收集到約2mL產(chǎn)物時(shí)停止加熱.撤下b試管并用力振蕩,然后靜置待其中液體分層;
⑤分離出純凈的乙酸乙酯.

請回答下列問題:
(1)步驟④中可觀察到b試管中有細(xì)小的氣泡冒出,寫出該反應(yīng)的離子方程式:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑.
(2)A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸,步驟⑤中分離乙酸乙酯必須使用的一種儀器是分液漏斗.
(3)為證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學(xué)利用如圖A所示裝置進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)開始先用酒精燈微熱3min,再加熱使之微微沸騰3min.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩小試管b再測有機(jī)層的厚度,實(shí)驗(yàn)記錄如下:
實(shí)驗(yàn)編號試管a中試劑試管b中試劑測得有機(jī)層的厚度/cm
A3mL乙醇、2mL乙酸、1mL18mol•L-1 濃硫酸飽和Na2CO3溶液5.0
B3mL乙醇、2mL乙酸0.1
C3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol•L-1 H2SO41.2
D3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸1.2
①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對照,證明H+對酯化反應(yīng)具有催化作用.實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是6mL和6mol•L-1
②分析實(shí)驗(yàn)A、C(填實(shí)驗(yàn)編號)的數(shù)據(jù),可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率.濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產(chǎn)率的原因是濃硫酸可以吸收酯化反應(yīng)中生成的水,降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動.
③加熱有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率,但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過高乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低,可能的原因是大量乙酸、乙醇未經(jīng)反應(yīng)就脫離反應(yīng)體系;溫度過高發(fā)生其他反應(yīng).
④分離出乙酸乙酯層后,經(jīng)過洗滌雜質(zhì);為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為(填字母)B.
A.P2O5    B.無水Na2SO4    C.堿石灰    D.NaOH固體
⑤為充分利用反應(yīng)物,該同學(xué)又設(shè)計(jì)了圖2中甲、乙兩個(gè)裝置(利用乙裝置時(shí),待反應(yīng)完畢冷卻后,再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產(chǎn)物).你認(rèn)為更合理的是乙.理由是:乙裝置能將易揮發(fā)的反應(yīng)物乙酸和乙醇冷凝回流到反應(yīng)容器中,繼續(xù)反應(yīng),提高了乙酸、乙醇原料的利用率及產(chǎn)物的產(chǎn)率,而甲不可.

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12.已知:Pb的化合價(jià)只有+2、+4,且+4價(jià)的Pb具有強(qiáng)氧化性,能氧化濃HCl生成Cl2;PbO2不穩(wěn)定,隨溫度升高按下列順序逐步分PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO.現(xiàn)將a mol PbO2加熱分解,收集產(chǎn)生的O2;向加熱后所得固體中加入足量的濃鹽酸,收集產(chǎn)生的Cl2.加熱反應(yīng)后所得固體中,Pb2+占Pb元素的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x;兩步反應(yīng)中收集的O2和Cl2的物質(zhì)的量之和為y mol.
試回答下列問題:
(1)試寫出Pb2O3與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式Pb2O3+6HCl(濃)═2PbCl2+Cl2↑+3H2O.
(2)用含x與a的表達(dá)式表示產(chǎn)生的O2、Cl2的物質(zhì)的量n(O2=$\frac{ax}{2}$mol,n(Cl2)=(1-x)a.
(3)寫出y與a、x的函數(shù)關(guān)系式:y=(1-$\frac{x}{2}$)amol.
(4)若兩步反應(yīng)中O2和Cl2的物質(zhì)的量之比為5:3,則剩余固體中含有的物質(zhì)為Pb3O4、PbO;其物質(zhì)的量之比為3:4.
(5)PbO2和Pb經(jīng)常作制造蓄電池的原材料,鉛蓄電池的工作原理:
Pb+PbO2+2H2SO4$?_{充電}^{放電}$2PbSO4+2H2O.現(xiàn)有一種生產(chǎn)NH4NO3的新工藝,電解NO制備NH4NO3,其工作原理如圖所示,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)A,A是NH3,說明理由:根據(jù)總反應(yīng)式:8NO+7H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多.
生產(chǎn)1噸硝酸銨需消耗Pb的物質(zhì)的量是3881kg(保留到整數(shù)).

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科目: 來源: 題型:填空題

11.CO2的電子式:.水合氫離子的結(jié)構(gòu)式:

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同步練習(xí)冊答案