【題目】以CH4和 H2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如下:
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ·mol-1,CH3OCH3 (g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O (g) △H=-1323 kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484 kJ·mol-1。
(1)反應(yīng)室3中發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行的原因是_____。
(2)反應(yīng)室2中發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O (g) △H=_____。
(3)反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O (g) CO(g)+3H2(g)。對(duì)此反應(yīng)進(jìn)行如下研究:T℃時(shí),向容積為2 L的密閉容器中充入一定量的CH4(g)和H2O (g)進(jìn)行反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t1<t2):
反應(yīng)時(shí)間/min | n(CH4)/mol | n(H2O)/ mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
①反應(yīng)從開始到t1分鐘時(shí)的平均反應(yīng)速率為v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②若保持其他條件不變,起始時(shí)向容器中充入0.60 mol CH4和1.20 mol H2O,反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得容器中H2的物質(zhì)的量為0.60 mol,則此時(shí)v正______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③若上述反應(yīng)改變某一條件,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化見圖中曲線B(A為原反應(yīng)的曲線),則改變的條件可能是_________。
(4)以反應(yīng)室1出來的CO和H2為燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質(zhì)構(gòu)成的一種碳酸鹽燃料電池如右上圖所示。
①該電池的正極反應(yīng)式為_____。
②若電路中流過4 mol電子,則理論上消耗CO和H2的總體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
【答案】△H<0 -211kJ/mol 0.6/t1 > 減小壓強(qiáng)或及時(shí)分離出CO O2+2CO2+4e-=2CO32- 44.8 L
【解析】
(1)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的△S<0,由一定條件下能自發(fā)進(jìn)行可知△G=△H-T△S<0,則△H<0,故答案為:△H<0。
(2)根據(jù)蓋斯定律,通過①+③×2-②可得反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(-566kJ·mol-1)+2×(-484kJ·mol-1)-(-1323kJ·mol-1)=-211kJ/mol,故答案為:-211kJ/mol。
(3)①由于在t1分鐘內(nèi)v(CH4)=Δc/Δt==0.2/t1 mol·L-1·min-1,根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知:v(H2)=3v(CH4)=0.6/t1mol·L-1·min-1,故答案為:0.6/t1。
②CH4和H2O按物質(zhì)的量比1:1反應(yīng),充入1.2molCH4和0.6molH2O與充入0.6molCH4和1.2molH2O,平衡時(shí)生成物的濃度對(duì)應(yīng)相同,t1分鐘時(shí),n(CH4)=0.8mol,n(H2O)=0.6mol-0.4mol=0.2mol,t2分鐘時(shí),n(H2O)=0.2mol,說明t1分鐘時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始(mol/L) 0.6 0.3 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.2 0.2 0.2 0.6
平衡(mol/L) 0.4 0.1 0.2 0.6
平衡常數(shù)K===1.08
充入0.6molCH4和1.2molH2O,反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得容器中H2的物質(zhì)的量為0.60mol,
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始(mol/L) 0.3 0.6 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.1 0.1 0.1 0.3
一段時(shí)間后(mol/L) 0.2 0.5 0.1 0.3
Qc===0.027,由于K>Qc,此時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v正>v逆,故答案為:>。
③根據(jù)圖像可知,改變某一條件,H2的物質(zhì)的量增大,達(dá)到平衡所需的時(shí)間變長(zhǎng),故平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以可以采取減小壓強(qiáng)或及時(shí)分離出CO的措施,故答案為:減小壓強(qiáng)或及時(shí)分離出CO。
(4)①碳酸鹽燃料電池中通氧氣的電極一定為正極,通入燃料的電極一定為負(fù)極,氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng),電極方程式為:2CO2+O2+4e-=2CO32-,故答案為:2CO2+O2+4e-=2CO32-。
②根據(jù)圖示,碳酸鹽燃料電池總的電極方程式為:H2+CO+O2=CO2+H2O,若電路中流過4mol電子,則理論上消耗CO和H2的物質(zhì)的量為2mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下總體積為2mol×22.4L/mol=44.8L,故答案為:44.8L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列機(jī)物命名正確的是
A. ,2-乙基丙烷
B. CH3CH2CH2CH2OH,1-丁醇
C. ,間二甲苯
D. ,2-甲基-2-丙烯
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以鉻鐵礦(含FeO·Cr2O3、Al2O3、SiO2等)為原料制備二草酸鉻鉀的實(shí)驗(yàn)步驟如圖:
回答下列問題:
(1)“熔融”的裝置如圖,坩堝W的材質(zhì)可以是___(填“鐵”“陶瓷”或“玻璃”);FeO·Cr2O3與KClO3及Na2CO3發(fā)生反應(yīng),生成Fe2O3、KCl、Na2CrO4和CO2的化學(xué)方程式為____。
(2)熔融后的固體中含Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl及NaFeO2等,步驟①的具體步驟為水浸,過濾,調(diào)pH為7~8,加熱煮沸半小時(shí),趁熱過濾。第一次過濾濾渣中的主要成分為_____。
(3)步驟②需加入酸,則加入稀硫酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____。
(4)由步驟③可知,溶解度:Na2Cr2O7____(填“>”“<”或“══”)K2Cr2O7。
(5)步驟④包含的具體操作有___、___過濾并洗滌,經(jīng)干燥得到K2Cr2O7晶體。(有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示)
(6)步驟⑤需往兩種固體混合物中加入一滴水及少量酒精研磨,所用的硅酸鹽質(zhì)儀器的名稱是____。
(7)采用熱重分析法測(cè)定K[Cr(C2O4)2]·nH2O樣品所含結(jié)晶水?dāng)?shù),將樣品加熱到80°C時(shí),失掉全部結(jié)晶水,失重16.8%。K[Cr(C2O4)2]·nH2O晶體中n=____。
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【題目】砷化鎳可用于制作發(fā)光器件、半導(dǎo)體激光器、太陽能電池和高速集成電路。
(1)基態(tài)Ni原子的價(jià)電子排布式為 ___,基態(tài)As原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為 __ 形。
(2)第一電離能As ___Se(填“>”或“<”) ,原因是____。As2O3(砒霜)是兩性氧化物,As2O3溶于鹽酸生成AsCl3,AsCl3用LiAlH4還原生成AsH3。
(3)①AlH4-的中心原子的雜化方式為___,其空間構(gòu)型為____,寫出一種與AlH4-互為等電子體的分子的化學(xué)式___。
②AsH3分子中H—As—H鍵角__109.5°(填“>”、“=”或“<”)。AsH3沸點(diǎn)低于NH3,其原因是____。
(4)有機(jī)砷是治療昏睡病不可缺少的藥物,該有機(jī)砷中存在的化學(xué)鍵的種類為____(填字母編號(hào))。
a.離子鍵 b.σ鍵 c.π鍵 d.碳碳雙鍵
(5)砷化鎳激光在醫(yī)學(xué)上用于治療皮膚及粘膜創(chuàng)面的感染、潰瘍等,砷化鎳晶胞如圖所示,該晶胞密度ρ為____g·cm-3(列式即可,不必化簡(jiǎn))。
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【題目】某鹽酸試劑瓶上的標(biāo)簽如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值( )
鹽酸
分析純(AR)
體積:500ml
化學(xué)式:HCl
相對(duì)分子質(zhì)量:36.5
質(zhì)量分?jǐn)?shù):36.5%
密度:1.19g.ml-1
A.該濃度的鹽酸可用廣口瓶盛裝
B.該鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1.19g.ml-1
C.用該鹽酸配制250ml2.0mol/L的稀鹽酸時(shí)需選用100ml的量筒
D.該鹽酸中所含Cl-的數(shù)目為5.95NA
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【題目】標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V L氯化氫(HCl)溶解在1 L水中(水的密度近似為1 g/mL)所得溶液的密度為ρ g/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w,物質(zhì)的量濃度為c mol/L,則下列關(guān)系中不正確的是( )
A. w=36.5c/1000ρ B. c=1000ρw/36.5
C. c=Vρ/(36.5V+22400) D. w=36.5V/(36.5V+22400)
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【題目】某無色溶液中可能含有Na+、Ba2+、Cu2+、CO32-、Cl-、Mg2+中的一種或幾種離子。
①向此溶液中滴加足量稀鹽酸無明顯現(xiàn)象。
②取少許①的溶液并加入少量的Na2SO4溶液,有白色沉淀產(chǎn)生。
③取②的上層清液并加入足量的NaOH溶液,有白色沉淀產(chǎn)生。
(1)原溶液中一定含有的離子是________,一定不含有的離子是________,不能確定是否含有的離子是________。
(2)②中反應(yīng)的離子方程式為___________________。
(3)若另取10mL①的溶液于錐形瓶中,然后向此溶液中逐滴加入NaOH溶液(如圖甲所示)。滴加過程中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系如圖乙所示。
①OA段反應(yīng)的離子方程式為_____________________。
②AB段反應(yīng)的離子方程式為_______________________。
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【題目】將2.80g含氧化鎂的鎂條完全溶于50.0mL硫酸溶液后,滴加2.00mol·Lˉ1氫氧化鈉溶液,恰好完全沉淀時(shí)用去氫氧化鈉溶液200.0mL。將所得的沉淀灼燒、冷卻后稱量得固體質(zhì)量為4.40g。
已知:Mg(OH)2在灼燒過程中發(fā)生如下反應(yīng)Mg(OH)2MgO+H2O
請(qǐng)計(jì)算:
(1)用去的氫氧化鈉溶液中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量n(NaOH)=_______mol。(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位有效數(shù)字)
(2)鎂條中氧化鎂和鎂的物質(zhì)的量之比為n(MgO)︰n(Mg)=________。
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【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A.用氨水吸收過量的二氧化硫:
B.碳酸鈣與醋酸反應(yīng):
C.FeS溶于稀硝酸:
D.溶液與過量NaOH溶液:
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