【題目】甲醇既可用于基本有機原料,又可作為燃料用于替代礦物燃料。
(1)以下是工業(yè)上合成甲醇的兩個反應:
反應I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
反應II:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
①上述反應符合“原子經(jīng)濟"原則的是__________(填“I”或“II”)。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應I在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中數(shù)據(jù)判斷反應I為__________熱反應(填“吸"或“放”)。
③某溫度下,將1mol CO和3mol H2充入1L的恒容密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為________,此時的溫度為___________(從表中選擇)。
(2)現(xiàn)以甲醇燃料電池。采用電解法來處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72—)時,實驗室利用下圖裝置模擬該法:
①N電極的電極反應式為_____________________。
②請完成電解池中Cr2O72—轉化為Cr3+的離子反應方程式:(______) Cr2O72-+(_____) Fe2++(______)═(_____) Cr3+ +(______)Fe3++(_____) H2O
(3)處理廢水時,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,當c(Cr3+)=1×10—5mol-L-1時,Cr3+沉淀完全,此時溶液的pH=_____________(已知,Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32)
【答案】I 放熱 80% 250℃ O2+4e+4H+=2H2O 1 6 14H+ 2 6 7 5
【解析】
(1)①根據(jù)“原子經(jīng)濟”定義解答;
②由表中數(shù)據(jù)可知,隨溫度升高平衡常數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應;
③某溫度下,將1molCO和3molH2充入1L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始濃度(mol/L): 1 3 0
變化濃度(mol/L): 0.8 1.6 0.8
平衡濃度(mol/L): 0.2 1.4 0.8
由此計算CO轉化率和此溫度下平衡常數(shù),進而判斷溫度;
(2)①氫離子由質子交換膜由M電極區(qū)移向N電極區(qū),則M為負極、N為正極,負極上發(fā)生氧化反應,甲醇失去電子,生成二氧化碳與氫離子,正極發(fā)生還原反應,氧氣獲得電子,與通過質子交換膜的氫離子結合為水;
②電解池溶液里Cr2O72-轉化為Cr3+,化合價降低共6價,左側Fe電極為陽極,Fe失去電子生成Fe2+,酸性條件Fe2+將Cr2O72-還原為Cr3+,自身被氧化為Fe3+,化合價升高共1價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,則Cr2O72-的系數(shù)為1,Fe2+的系數(shù)為6,再結合電荷守恒、原子守恒配平方程式;
(3)Ksp=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×1032計算c(OH-),根據(jù)KW=c(H+)×c(OH-)計算溶液中c(H+),再根據(jù)pH=-lgc(H+)計算。
(1)①“原子經(jīng)濟性”是指在化學品合成過程中,合成方法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉化到最終產物中,由此可知,更符合原子經(jīng)濟的是I;
②由表中數(shù)據(jù)可知,隨溫度升高平衡常數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應;
③某溫度下,將1molCO和3molH2充入1L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始濃度(mol/L): 1 3 0
變化濃度(mol/L): 0.8 1.6 0.8
平衡濃度(mol/L): 0.2 1.4 0.8
CO轉化率=×100%=80%,平衡常數(shù)K===2.041,故溫度為250℃,
故答案為:放熱;80%;250℃;
(2)①氫離子由質子交換膜由M電極區(qū)移向N電極區(qū),則M為負極、N為正極,負極上發(fā)生氧化反應,甲醇失去電子,生成二氧化碳與氫離子,負極電極反應式為:CH3OH6e+H2O=6H++CO2↑,正極發(fā)生還原反應,氧氣獲得電子,與通過質子交換膜的氫離子結合為水,正極電極反應式為:O2+4e+4H+=2H2O,
故答案為:O2+4e+4H+=2H2O;
②電解池溶液里Cr2O72-轉化為Cr3+,化合價降低共6價,左側Fe電極為陽極,Fe失去電子生成Fe2+,酸性條件Fe2+將Cr2O72-還原為Cr3+,自身被氧化為Fe3+,化合價升高共1價,化合價升降最小公倍數(shù)為6,則Cr2O72-的系數(shù)為1,Fe2+的系數(shù)為6,反應離子方程式為:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,
故答案為:1;6;14H+;2;6;7;
(3)Ksp=c(Cr3+)×c3(OH)=1×10-32,c(Cr3+)=1×10-5mol·L1時,溶液中c(OH)===1×10-9mol·L1,則c(H+)==mol/L=1×10-5mol·L1,則pH=lg(1×10-5) =5。
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【題目】下列裝置或操作能達到目的的是( )
A. 裝置①依據(jù)兩容器內氣體顏色變化,不能判斷反應2NO2(g)N2O4(g)平衡移動的方向
B. 裝置②依據(jù)U管兩邊液面的高低判斷Na和水反應的熱效應
C. 裝置③測定中和熱
D. 裝置④依據(jù)褪色快慢比較濃度對反應速率的影響
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】少量鐵粉與的稀鹽酸反應,反應速率太慢。為了加快此反應速率而不改變的產量,可以使用如下方法中的( )
①加 ②加固體 ③滴入幾滴濃鹽酸
④改用的硝酸 ⑤加溶液 ⑥滴加幾滴硫酸銅溶液
⑦升高溫度(不考慮鹽酸揮發(fā)) ⑧改用的鹽酸
A. ③⑤⑥⑦B. ③⑦⑧C. ③⑥⑦⑧D. ③④⑥⑦⑧
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【題目】有機物F( )是合成某種藥物的中間體,它的一種合成路線如下:
回答下列問題:
(1)A的結構簡式為______,分子中處于同一平面的原子最多有____個。
(2)E中官能團名稱是_____,①~④中屬于加成反應的是_______(填序號)。
(3)反應③的化學方程式為______________。
(4)反應⑤的生成物有兩種,除了F以外,另一種生成物的名稱是______。
(5)滿足下列條件的D的同分異構體有______種。
①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應; ②能發(fā)生銀鏡反應; ③分子中有1個甲基
(6)仿照E的合成路線,設計一種由合成的合成路線_________________。
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【題目】下列物質的制備與工業(yè)生產相符的是
①NH3NOHNO3
②濃HClCl2漂白粉
③MgCl2(aq)無水MgCl2Mg
④飽和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
⑤鋁土礦NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al
A.①②⑤B.①④⑤C.②③④D.②④⑤
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【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應來制取硅,寫出反應的化學方程式___________________。
工業(yè)上還可以利用鎂制取硅,反應為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同時會發(fā)生副反應:2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置,試回答下列問題:
(1)由于O2和H2O(g)的存在對該實驗有較大影響,實驗中應通入氣體X作為保護氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號)。
a.石灰石 b.鋅粒 c.純堿
(2)實驗開始時,必須先通一段時間X氣體,再加熱反應物,其理由是 ___________________________;當反應引發(fā)后,移走酒精燈,反應能繼續(xù)進行,其原因是______________________。
(3)反應結束后,待冷卻至常溫時,往反應后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產生此現(xiàn)象的原因是副產物Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)氣體,然后SiH4自燃.用化學方程式表示這兩個反應①________________________②___________________.
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【題目】有一鐵的氧化物樣品,用140 mL 5 mol·L-1的鹽酸恰好完全溶解,所得溶液還能與通入的0.56 L氯氣(標準狀況)反應,使Fe2+全部轉化為Fe3+,則此氧化物為
A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7
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【題目】已知:①A的產量通常用來衡量一個國家的石油化工水平;②2CH3CHO+O22CH3COOH,F(xiàn)以A為主要原料合成化合物E,其合成路線如圖1所示;卮鹣铝袉栴}:
(1)寫出下列物質的官能團名稱:B:____________________;D:____________________。
(2)反應④的化學方程式為________________________________________________,反應類型:________。
(3)某學習小組設計物質B催化氧化的實驗裝置如下,根據(jù)圖2裝置回答問題。
①裝置甲錐形瓶中盛放的固體藥品可能為________(填字母)。
A.Na2O2 B.KClC.Na2CO3 D.MnO2
②實驗過程中,丙裝置硬質玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________。
③物質B的催化氧化產物與葡萄糖具有相同的特征反應,將所得的氧化產物滴加到新制氫氧化銅懸濁液中加熱,現(xiàn)象為______________________________________________。
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