【題目】碳及其化合物在能源、材料等方面具有廣泛的用途;卮鹣铝袉栴}:
(1)碳酸和草酸(H2C2O4)均為二元弱酸,其電離均為分步電離,二者的電離常數(shù)如下表:
H2CO3 | H2C2O4 | |
K1 | 4.2×107 | 5.4×102 |
K2 | 5.6×1011 | 5.4×105 |
①向碳酸鈉溶液中滴加少量草酸溶液所發(fā)生反應的離子方程式為_____________。
②濃度均為0.1 mol·L1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2C2O4溶液、NaHC2O4溶液,其溶液中H+濃度分別記作c1、c2、c3、c4。則四種溶液中H+濃度由大到小的順序為________________。
(2)常溫時,C和CO的標準燃燒熱分別為394.0 kJ·mol1、283.0 kJ·mol1,該條件下C轉化為CO的熱化學方程式為____________________。
(3)氫氣和一氧化碳在一定條件下可合成甲醇,反應如下:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=Q kJ·mol1
①該反應在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)如下表:
溫度/℃ | 250 | 300 | 350 |
K/L2·mol2 | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由此可判斷Q______(選填“ >”或“<”)0。
②一定溫度下,將6 mol H2和2 mol CO充入體積為2 L的密閉容器中,10 min反應達到平衡狀態(tài),此時測得c(CO)=0.2 mol·L1,該溫度下的平衡常數(shù)K=____,0~10 min內反應速率v(CH3OH)=______。
③在兩個密閉容器中分別都充入20 mol H2和10 mol CO,測得一氧化碳的平衡轉化率隨溫度(T)、壓強(p)的變化如圖所示:
若A點對應容器的容積為20 L,則B點對應容器的容積為____L。
【答案】 H2C2O4+ 22+ c4>c3>c2>c1 2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=222.0 kJ·mol1 < 2.041 L2·mol2 0.08 mol·L1·min1 4
【解析】(1)由圖表可知草酸的一級電離、二級電離均大于碳酸的一級、二級電離,即HC2O4-的酸性比H2CO3強,則向碳酸鈉溶液中滴加少量草酸溶液所發(fā)生反應的離子方程式為H2C2O4+ 22+;②由碳酸和草酸的兩步電離常數(shù)可知酸性強弱順序為H2C2O4>>H2CO3>,酸性越弱,其對應的強堿鹽水解程度越大,鹽溶液的堿性越強,c(H+)越小,故濃度均為0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2C2O4溶液、NaHC2O4溶液中c(H+)逐漸增大,即c4>c3>c2>c1;(2)由已知C和CO的標準燃燒熱數(shù)據(jù)可寫出其熱化學方程式:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-394.0 kJ·mol-1、②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,由(①-②)×2可得:2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=(-394.0 kJ·mol-1+283.0 kJ·mol-1)×2=-222.0 kJ·mol-1;(3)①由表格中的平衡常數(shù)數(shù)據(jù)可知,溫度越高,平衡常數(shù)越小,即升高溫度,平衡逆向移動,故正反應為放熱反應,即Q<0。②由題意可知,平衡時c(H2)=1.4 mol·L-1,c(CO)=0.2 mol·L-1,c(CH3OH)=0.8 mol·L-1,則K=≈2.041 L2·mol-2,v(CH3OH)=0.8 mol·L-1÷10 min=0.08 mol·L-1·min-1span>。③由圖示可知B處的轉化率高于A處,而已知反應為增大壓強平衡正向移動的反應,因此壓強p1<p2。達平衡狀態(tài)A時,CO的轉化率為0.5,此時CO為5 mol,H2為10 mol,CH3OH為5 mol;達平衡狀態(tài)B時,CO的轉化率為0.8,此時CO為2 mol,H2為4 mol,CH3OH為8 mol。由于溫度相同,化學平衡常數(shù)相同。設V(B)為VL,則=,解得V=4。
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【題目】圖甲中①②③④表示不同化學元素所組成的化合物,圖乙表示由四個單體構成的化合物。以下說法不正確的是( )
A. 若圖甲中的②大量存在于皮下和內臟器官周圍等部位,則②是脂肪
B. 若圖甲中④能吸收、傳遞和轉換光能,則④可用無水乙醇提取
C. 圖乙中若單體是氨基酸,則該化合物徹底水解后的產(chǎn)物中氧原子數(shù)增加3個
D. 圖乙中若單體是四種脫氧核苷酸,則該化合物徹底水解后的產(chǎn)物有5種
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【題目】下列說法中,正確的是:
①需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應;②放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生;③一個化學反應是放熱反應還是吸熱反應,必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大;④有的吸熱反應在常溫下也能發(fā)生。
A.①②③④B.①②C.②③④D.③④
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【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A. 由水電離出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:Mg2+、K+、Br-、HCO3-
B. 含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、NO3-、SCN-
C. 含有大量NO3-的溶液:H+、Fe2+、SO42-、Cl-
D. 使酚酞變紅色的溶液:Na+、Ba2+、NO3-、Cl-
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【題目】下列圖示與對應的敘述相符的是
A.圖1表示H2與O2發(fā)生反應過程中的能量變化,則H2的燃燒熱為241.8 kJ·mol-1
B.圖2表示壓強對可逆反應2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D(s)的影響,乙的壓強比甲的壓強大
C.圖3表示等質量的鉀、鈉分別與足量水反應,則甲為鈉
D.圖4表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時,溶液pH隨加水量的變化,則相同條件下NaA溶液的pH大于同濃度的NaB溶液的pH
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【題目】Y形管是一種特殊的儀器,與其他儀器組合可以進行某些實驗探究。利用如圖裝置可以探究SO2與BaCl2反應生成BaSO3沉淀的條件。下列判斷正確的是
A. e、f兩管中的試劑可以分別是濃氨水和NaOH固體
B. 玻璃管的作用是連通大氣,使空氣中的氧氣進入廣口瓶,參與反應
C. c、d兩根導管都必須插入BaCl2溶液中,保證氣體與Ba2+充分接觸
D. Y形管乙中產(chǎn)生的為氧化性氣體,將BaSO3氧化為BaSO4沉淀
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【題目】一定溫度壓強下,用mg的CH4、CO2、O2、SO2四種氣體分別吹出四個體積大小不同的氣球,下列說法中正確的是( )
A.氣球B中裝的是O2
B.氣球A和氣球C中氣體分子數(shù)相等
C.氣球A和氣球D中氣體物質的量之比為4:1
D.氣球C和氣球D中氣體密度之比為2:1
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【題目】實驗室利用SO2與Cl2在活性炭的催化下制取一種重要的有機合成試劑磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反應裝置如下圖所示(部分夾持裝置省略)。
已知SO2Cl2的熔點為-54.1℃,沸點為69.1℃,遇水能發(fā)生劇烈的水解反應,遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧。現(xiàn)擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取磺酰氯:Cl2(g)+SO2(g)SO2Cl2(l),實驗裝置如圖所示。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合價為__________。
(2)儀器c的名稱是_________,c中通入冷水的作用是___________
(3)由儀器c的使用可知SO2與Cl2的反應ΔH____0(填“<”或“>”),儀器d 的作用是____。
(4)采用上述部分裝置獲得干燥的原料氣Cl2與SO2。裝置e中所盛放的溶液為______(填溶液的名稱)。
(5)SO2Cl2遇水能發(fā)生劇烈的水解反應,會產(chǎn)生白霧,則SO2Cl2發(fā)生水解反應的化學方程式為_______。
(6)反應結束后,將儀器b里的混合物分離的方法是______,
若反應中消耗氯氣的體積為1.12L(已轉化為標準狀況,SO2足量),最后通過蒸餾得到純凈的磺酰氯5.13g,則磺酰氯的產(chǎn)率為___(保留三位有效數(shù)字)。
(7)為提高本實驗中磺酰氯的產(chǎn)率,在實驗操作中需要注意的事項有_____(填序號)。
①先通冷凝水,再通氣 ②控制氣流速率,宜慢不宜快
③若三頸瓶發(fā)燙,可適當降溫 ④加熱三頸瓶
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【題目】碳排放是影響氣候變化的重要因素之一。最近,科學家開發(fā)出一種新系統(tǒng),“溶解”水中的二氧化碳,以觸發(fā)電化學反應,生成電能和氫氣,其工作原理如圖所示。下列有關說法中不正確的是( )
A. 系統(tǒng)工作時,化學能轉變成電能
B. 系統(tǒng)工作時,電流由a極沿導線流向b極
C. 系統(tǒng)工作時,b極區(qū)可能會析出固體
D. 系統(tǒng)工作時,b極區(qū)的電極反應式為2CO2+2H2O+2e﹣=2HCO3﹣+H2
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