【題目】I. 合成氣(CO+H2)廣泛用于合成有機(jī)物,工業(yè)上常采用天然氣與水蒸氣反應(yīng)等方法來制取合成氣。
(1)已知:5.6L(標(biāo)況下)CH4與水蒸氣完全反應(yīng),吸收51.5KJ的熱量,請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________________________________。
(2)在150℃時2L的密閉容器中,將2 mol CH4和2 mol H2O(g)混合,經(jīng)過15min達(dá)到平衡,此時CH4的轉(zhuǎn)化率為60%。回答下列問題:
①從反應(yīng)開始至平衡,用氫氣的變化量來表示該反應(yīng)速率v(H2)=____________。
②在該溫度下,計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________________________(保留兩位小數(shù))。
③下列選項中能表示該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________________________
A.v(H2)逆=3v (CO)正 B.密閉容器中混合氣體的密度不變
C.密閉容器中總壓強(qiáng)不變 D.C (CH4) = C (CO)
(3)合成氣中的氫氣也用于合成氨氣:N2 + 3H22NH3。保持溫度和體積不變, 在甲、乙、丙三個容器中建立平衡的相關(guān)信息如下表。則下列說法正確的是___________。
容 器 | 體積 | 起始物質(zhì) | 平衡時NH3的物質(zhì)的量 | 平衡時N2的 體積分?jǐn)?shù) | 反應(yīng)開始時的速率 | 平衡時容器內(nèi)壓強(qiáng) |
甲 | 1L | 1molN2+3molH2 | 1.6mol | φ甲 | ν甲 | P甲 |
乙 | 1L | 2molN2+6molH2 | n1 mol | φ乙 | ν乙 | P乙 |
丙 | 2L | 2molN2+6molH2 | n2 mol | φ丙 | ν丙 | P丙 |
A.n1=n2=3.2 B.φ甲=φ丙>φ乙 C.ν乙>ν丙>ν甲 D.P乙>P甲=P丙
II.(1)常溫下,在x mol·L-1氨水中加入等體積的y mol·L-1硫酸得混合溶液M恰好顯中性。
①M溶液中所有離子濃度由大到小的順序為_________________。
②常溫下,NH3·H2O的電離常數(shù)K=_____(用含x和y的代數(shù)式表示,忽略溶液混合前后的體積變化)。
(2)利用電解法處理高溫空氣中稀薄的NO(O2濃度約為NO濃度的10倍),裝置示意圖如下,固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)O2-
陰極的電極反應(yīng)式為___________________________。
②消除一定量的NO所消耗的電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論計算量,可能的原因是(不考慮物理因素)________。
【答案】CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) 21.87 AC BD 2NO+4e-=N2+2O2- 陰極發(fā)生副反應(yīng)O2+4e-=2O2-
【解析】
I.(1)標(biāo)況下,5.6LCH4物質(zhì)的量為:=0.25mol,吸收51.5kJ的熱量,則1mol甲烷反應(yīng)吸收熱量=51.5kJ×=206kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206 kJ/mol;
(2)在150℃時2L的密閉容器中,將2mol CH4和2mol H2O(g)混合,經(jīng)過15min達(dá)到平衡,此時CH4的轉(zhuǎn)化率為60%,則
①從反應(yīng)開始至平衡,用氫氣的變化量來表示該反應(yīng)速率v(H2)= =0.12molL-1min-1;
②結(jié)合①計算得到的平衡濃度,計算得到該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(1.83×0.6)/(0.4×0.4)=21.87;
③A.v逆(H2)=3v正(CO),說明正逆反應(yīng)速率相同,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A正確;
B.密閉容器中混合氣體的質(zhì)量和體積不變,密度始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯誤;
C.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量增加,氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比,密閉容器中總壓強(qiáng)不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;
D.濃度關(guān)系和消耗量、起始量有關(guān),c(CH4)=c(CO)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯誤;
故答案為:AC;
(3)A.甲和丙為等效平衡,則n2=1.6mol,但乙與甲相比,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡向著正向移動,則n1>3.2,故A錯誤;
B.甲和丙達(dá)到平衡狀態(tài)為相同平衡狀態(tài),氮氣體積分?jǐn)?shù)相同,乙相當(dāng)于甲平衡狀態(tài)再加入1mol氮氣和3mol氫氣,增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行,氮氣體積分?jǐn)?shù)減小,φ甲=φ丙>φ乙,故B正確;
C.乙容器中反應(yīng)物濃度大于甲和丙,反應(yīng)速率大,甲和丙起始濃度相同反應(yīng)速率相同,故C錯誤;
D.乙中物質(zhì)濃度是甲的2倍,且壓強(qiáng)大于甲,甲和丙為等效平衡,壓強(qiáng)相同,得到P乙>P甲=P丙,故D正確;
故答案為:BD;
II.(1)①根據(jù)電荷守恒,c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO42-),混合后溶液顯中性,則c(NH4+)=2c(SO42-),則;
②x molL-1氨水中加入等體積的y molL-1硫酸得混合溶液M恰好顯中性,則c(NH4+)=2c(SO42-)=2×molL-1=ymolL-1,混合后,根據(jù)物料守恒c(NH3H2O)+c(NH4+)=0.5x molL-1,則c(NH3H2O)=(0.5x-y)molL-1,K=c(NH4+)c(OH-)/c(NH3H2O)=y×1×10-7/(0.5x-y)=2y×10-7/(x-2y);
(2)①陰極:NO得到電子生成N2,結(jié)合守恒原則,則電極方程式為2NO+4e-=N2+2O2-;
②消除一定量的NO所消耗的電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論計算量,可能存在副反應(yīng),O2濃度約為NO濃度的10倍,氧氣易得到電子生成O2-,電極方程式為:O2+4e-=2O2-。
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【題目】下圖是實驗室制取SO2并驗證SO2的某些性質(zhì)的裝置,請回答:
(1)在⑥中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(2)①中的實驗現(xiàn)象為石蕊溶液__________,證明SO2的水溶液顯_______性。
(3)②中的品紅溶液________,證明SO2有________性。
(4)③中的實驗現(xiàn)象是________________________,證明SO2有____________性。
(5)④中的實驗現(xiàn)象是______,證明SO2有______性。
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【題目】如圖為納米二氧化錳燃料電池,其電解質(zhì)溶液呈酸性,已知(CH2O)n中碳的化合價為0價,有關(guān)該電池的說法正確的是
A. 放電過程中左側(cè)溶液的pH降低
B. 當(dāng)產(chǎn)生22gCO2時,理論上遷移質(zhì)子的物質(zhì)的量為4mol
C. 產(chǎn)生22gCO2時,膜左側(cè)溶液的質(zhì)量變化為:89g
D. 電子在外電路中流動方向為從a到b
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【題目】同溫、同壓下,等體積的NH3和CH4兩種氣體,下列有關(guān)說法錯誤的是()
A.所含分子數(shù)目相同B.質(zhì)量之比為16:17
C.所含氫原子物質(zhì)的量之比為3:4D.密度之比為17:16
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【題目】草酸亞鐵是黃色晶體,常用作照相顯影劑、新型電池材料等。
實驗室制備草酸亞鐵并測定其中Fe2+和C2O42的物質(zhì)的量之比確定其純度,步驟如下:
Ⅰ.稱取一定質(zhì)量的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]于燒杯中,加蒸餾水和稀硫酸,加熱溶解,再加飽和H2C2O4溶液,加熱沸騰數(shù)分鐘,冷卻、過濾、洗滌、晾干,得黃色晶體。
Ⅱ.稱取m gⅠ中制得的晶體于錐形瓶中,加入過量稀硫酸使其溶解,70℃水浴加熱,用c mol·L1 KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液v1 mL(其中所含雜質(zhì)與KMnO4不反應(yīng))。
Ⅲ.向Ⅱ滴定后的溶液中加入過量鋅粉和稀硫酸,煮沸,至反應(yīng)完全,過濾,用c mol·L1 KMnO4溶液滴定濾液至終點,消耗KMnO4溶液v2 mL。
Ⅳ.重復(fù)上述實驗3次,計算。
已知:ⅰ.草酸是弱酸。
ⅱ.pH>4時,Fe2+易被O2氧化。
ⅲ.酸性條件下,KMnO4溶液的還原產(chǎn)物為近乎無色的Mn2+。
回答下列問題:
(1)Ⅰ中加入稀硫酸的目的是__________________________、_______________________。
(2)Ⅱ中與KMnO4溶液反應(yīng)的微粒是_____________、____________。
(3)Ⅲ中加入過量鋅粉僅將Fe3+完全還原為Fe2+。若未除凈過量鋅粉,則消耗KMnO4溶液的體積V ______v2 mL(填“>”、“=”或“<”)。
(4)Ⅲ中,滴定時反應(yīng)的離子方程式是__________________________,滴定時KMnO4溶液裝在__________________(玻璃儀器)中,滴定終點的現(xiàn)象_________________________________________。
(5)m gⅠ中制得的晶體中,Fe2+和C2O42的物質(zhì)的量之比是____________________(用含v1、 v2的計算式表示)。
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【題目】某同學(xué)用下列裝置制備并檢驗Cl2的性質(zhì),下列說法正確的是 ( )
A. Ⅰ圖中:如果MnO2過量,濃鹽酸就可全部反應(yīng)
B. Ⅱ圖中:生成藍(lán)色的煙
C. Ⅲ圖中:用日光照射量筒,量筒中會產(chǎn)生大量白霧,液面會迅速上升
D. Ⅳ圖中:a中有色布條褪色,b中不褪色
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【題目】第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(g)處于基態(tài)時,失去一個電子成為氣態(tài)陽離子X+(g)所需的能量。下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號至17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。
(1)認(rèn)真分析上圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律,推斷Na~Ar元素中,Al的第一電離能的大小范圍為____<Al<__;(填元素符號)
(2)從上圖分析可知,同一主族元素原子的第一電離能I1變化規(guī)律是_____。
(3)上圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第________周期________族;
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【題目】向含有4 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量,溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。
(1)b表示的關(guān)系曲線_______(填離子符號)
(2)n1=______
(3)P點時,n(Fe2+)=______mol
(4)向P點溶液中加入銅粉,最多可溶解________g
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【題目】已知FeS溶于鹽酸中,生成FeCl2和H2S氣體,F(xiàn)將100mL2.0mol/L的鹽酸加入到一定量的FeS固體中,以制備H2S氣體。當(dāng)鹽酸完全反應(yīng)后假定溶液體積不變。
試計算:(1)可收集到的H2S氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積___________________;
(2)反應(yīng)后溶液中FeCl2的物質(zhì)的量濃度_________________________。
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