【題目】甲醇是最基本的有機(jī)化工原料之一。工業(yè)上可用二氧化碳和氫氣反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)甲醇。
(1)已知?dú)鈶B(tài)甲醇的燃燒熱為a kJ/mol,2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -bkJ/mol;H2O(g)=H2O(l) ΔH= -ckJ/mol。 則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH=_________。
(2)某溫度下,在2 L密閉容器中,充入2.4 mol CO2和4.4 mol H2,發(fā)生合成甲醇的反應(yīng),測(cè)得甲醇的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化圖像如圖中的曲線I,則前4分鐘ν(CO2)=__________;若在1 min時(shí),改變某一反應(yīng)條件,曲線I變?yōu)榍II,則改變的條件為___________;該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為___________。
(3)在另一溫度下發(fā)生合成甲醇的反應(yīng),如圖關(guān)閉K,向A容器中充入1 mol CO2和4 mol H2,向B容器中充入1.2 mol CO2和4.8 mol H2,兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)。已知起始時(shí)容器A和B的體積均為a L,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為0.9a L,維持其他條件不變,若打開(kāi)K一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡,容器B的體積為______L(不考慮溫度的變化,P為可自由滑動(dòng)活塞,不考慮活塞的摩擦力)。
(4)一定條件下甲醇可進(jìn)一步氧化轉(zhuǎn)化為甲酸。室溫下,將amol/L的甲酸與bmol/L的NaOH溶液等體積混合,體系中存在c(Na+)=c(HCOO-),試用含a和b的代數(shù)式表示甲酸的電離常數(shù)為_____________________。
【答案】a-3/2b-2c kJ/mol 0.1 mol·L-1·min-1 加入催化劑 0.2 0.65a b·10-7/(a-b)
【解析】
(1)根據(jù)題意,利用蓋斯定律,求算CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH;
(2)根據(jù)圖像,分析得出4分鐘內(nèi),甲醇的濃度變化,進(jìn)而求出二氧化碳的濃度變化,再求ν(CO2);1min改變條件的結(jié)果是,速率加快,平衡時(shí)間縮短,平衡時(shí)c(CH3OH)沒(méi)有改變,以此判斷改變的條件,并計(jì)算平衡常數(shù);
(3)打開(kāi)K時(shí)AB組成的是等溫等壓容器,相應(yīng)的起始投入總物質(zhì)的量,與平衡總體積成正比;
(4)根據(jù)溶液中的電荷守恒,和c(Na+)=c(HCOO-)的關(guān)系,結(jié)合甲酸的電離方程式,求算甲酸的電力平衡常數(shù)。
(1)依據(jù)題給信息,①CH3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) ΔH=-akJ/mol, ②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -b kJ/mol;③H2O(g)=H2O(l) ΔH= -c kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,3/2②3③-①可得:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= a-3/2b-2c kJ/mol;
本題答案為:a-3/2b-2c kJ/mol。
(2)根據(jù)圖像,分析得出4分鐘內(nèi),甲醇的濃度變化,c(CH3OH)=0.4mol/L,依據(jù)則v(CH3OH)=0.4mol/L/4min=0.1mol/(L·min) ,由于速率之比等于計(jì)量數(shù)之比,所以ν(CO2)= v(CH3OH)= 0.1mol/(L·min);1min時(shí)改變條件的結(jié)果是曲線I變?yōu)榍II,速率加快,平衡時(shí)間縮短,平衡時(shí)c(CH3OH)沒(méi)有改變,根據(jù)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= a-3/2b-2c kJ/mol,可知改變的條件是:加入催化劑;由圖像可知,平衡時(shí)c(CH3OH)=0.4mol/L,,n(CH3OH)=0.4mol/L2L=0.8mol,c(H2O)=0.4mol/L,故由方程式可知:n(CO2)=0.8mol,平衡時(shí)c(CO2)=(2.4-0.8)/2=0.8mol/L,n(H2)=30.8mol=2.4mol,平衡時(shí)c(H2)=(4.4-2.4)/2=1mol/L,該溫度下平衡常數(shù)K= c(CH3OH)·c(H2O)/ c(CO2)·c3(H2)=0.2
本題答案為:0.1 mol·L-1·min-1 ; 加入催化劑 ;0.2 。
(3)打開(kāi)K時(shí)AB組成的是等溫等壓容器,相應(yīng)的起始投入總物質(zhì)的量,與平衡總體積成正比,設(shè)打開(kāi)K重新達(dá)到平衡,總體積為x,則有:x:(56)=0.9a:6,解得x=1.65a,因?yàn)槠鹗紩r(shí)A的體積為aL,所以重新平衡時(shí)B的體積為:1.65a-a=0.65aL;
本題答案為:0.65a。
(4)根據(jù)溶液中的電荷守恒:c(Na+)c(H+)=c(HCOO-)c(OH-),而體系中c(Na+)=c(HCOO-),故c(H+)= c(OH-)=110-7mol/L,c(Na+)=c(HCOO-)=b/2mol/L,反應(yīng)后溶液中剩余c(HCOOH)=(a/2-b/2)mol/L,依據(jù)HCOOHHCOO-H+,所以甲酸的電離平衡常數(shù)為Ka=c(HCOO-)c(H+)/c(HCOOH)== b·10-7/(a-b);
本題答案為:b·10-7/(a-b)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖表示人體細(xì)胞內(nèi)化學(xué)元素所形成的化合物(①~④表示化合物),下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. ①可以表示蛋白質(zhì)
B. ②可以表示“生命的燃料”——葡萄糖
C. ③表示的小分子物質(zhì)可能是核苷酸
D. ④是細(xì)胞膜重要的組成成分,可以表示磷脂
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Ca(ClO)2與濃鹽酸反應(yīng)會(huì)生成Cl2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Ca(ClO)2 + 4HCl(濃)= CaCl2 + 2Cl2↑+ 2H2O
(1)濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來(lái)的性質(zhì)是 ________(填寫字母)
A.只有還原性 B.還原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
(2)產(chǎn)生0.3molCl2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 ___________;
(3)該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為____________;
(4)用雙線橋法表示該氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目______
(5)鉈(Tl)鹽與氰化鉀(KCN)被列為A級(jí)危險(xiǎn)品。已知下列反應(yīng)在一定條件下能夠發(fā)生:
①Tl3++2Ag=Tl++2Ag+,②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+=3Fe2+,下列離子氧化性比較順序正確的是__________ (填寫字母)
A.Tl3+>Fe3+>Ag+ B.Fe3+>Ag+>Tl3+ C.Tl+>Ag+>Fe2+ D.Tl3+>Ag+>Fe3+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氟化鉀是一種重要的無(wú)機(jī)氟化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和金屬冶煉等領(lǐng)域。采用濕法磷酸副產(chǎn)物氟硅酸(,含有少量、等)制備氟化鉀的工藝流程如圖所示(已知:):
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)堿解過(guò)程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____,其中要嚴(yán)格控制KOH用量,否則易生成副產(chǎn)物_____(填化學(xué)式)溶解在濾液中。
(2)堿解反應(yīng)中溫度對(duì)氟化鉀收率的影響如圖所示。由如圖可知,實(shí)驗(yàn)選擇適宜的反應(yīng)溫度為____;最高點(diǎn)后,隨溫度升高曲線下降的原因可能是_______。
(3)Ba(OH)2加入量對(duì)含量和氟化鉀純度的影響如圖所示。當(dāng)由0.004到0.005時(shí),氟化鉀的純度升高,這是由于__。
(4)Ba(OH)2和BaCO3是常見(jiàn)的除硫試劑。若使用BaCO3代替Ba(OH)2,當(dāng)沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡時(shí),濾液中___[已知,,保留小數(shù)點(diǎn)后三位]。
(5)濃度均為0.1mol/L的KF和HF的混合溶液中:2c(H+)-2c(OH-)____c(F-)-c(HF) (填“>”“<”或“=”)。
(6)1986年,化學(xué)家Karl Chrite用KMnO4和KF、HF混合溶液反應(yīng)生成穩(wěn)定配離子,該反應(yīng)氧化產(chǎn)物是一種常見(jiàn)的無(wú)色無(wú)味氣體單質(zhì),則該反應(yīng)的離子方程式為_____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.8×10-5。常溫下,往25ml氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液,pH變化曲線如下圖所示:
(1)該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為________mol·L-1。
(2)A點(diǎn)對(duì)應(yīng)酸的體積為12.5ml,則所得混合溶液中由水電離出的c(OH-)=____ mol·L-1。
(3)B點(diǎn)所示溶液中,c(CH3COO-)-c(Na+)=_______________ mol·L-1(填精確值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=_______。
(4)C點(diǎn)所示溶液中,c(CH3COOH)_______c(CH3COO-)。(填“>”、“<”或“=”)
(5)向300 mL上述NaOH溶液中通入448 mL CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,充分反應(yīng)后,溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是________.
A.c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(HCO3-)+ c(CO32-)
B.2/3c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(H2CO3)
C.c(Na+)> c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)
D.c(Na+)> c(HCO3-)> c(CO32-)> c(OH-)> c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】把氫氧化鈣放入蒸餾水中,一定時(shí)間后達(dá)到下列溶解平衡:Ca(OH)2 (s) Ca2+(aq) + 2OH-(aq),加入下列固體物質(zhì),可使Ca(OH)2固體減少的是( )
A. CaCl2 B. NaHCO3 C. NaOH D. NaCl
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】金屬釩熔點(diǎn)高、硬度大,具有良好的可塑性和低溫抗腐蝕性.工業(yè)常用釩爐渣(主要含FeO·V2O3,還有少量Al2O3、CuO等雜質(zhì))提取金屬釩,流程如圖:
已知:
I.釩有多種價(jià)態(tài),其中+5價(jià)最穩(wěn)定.釩在溶液中主要以VO2+和VO3-的形式存在,存在平衡:VO2++H2OVO3+2H+.
Ⅱ.部分離子的沉淀pH:
Cu2+ | Fe2+ | Fe3+ | |
開(kāi)始沉淀PH | 5.2 | 7.6 | 2.7 |
完全沉淀PH | 6.4 | 9.6 | 3.7 |
回答下列問(wèn)題
(1)堿浸步驟中最好選用______________(填字母)
a. NaOH溶液 b.氨水c.純堿溶液
(2)焙燒的目的是將FeO·V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3,其中鐵元素全部轉(zhuǎn)化為+3價(jià)的氧化物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________
(3)溶液1到溶液2的過(guò)程中,調(diào)節(jié)pH至8有兩個(gè)目的,一是除去________離子,二是促使_________.
(4)沉釩過(guò)程中得到NH4VO3沉淀需要洗滌,寫出實(shí)驗(yàn)室洗滌的操作方法____________________.
(5)常用鋁熱反應(yīng)法由V2O5冶煉金屬釩,請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________.
(6)釩的化合物也有廣泛的用途,如一種新型鋁離子可充電電池的結(jié)構(gòu)如圖所示.
已知放電時(shí)電池反應(yīng)為xAl+VO2=AlxVO2↓,則放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_____________________.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】清潔能源的開(kāi)發(fā)、廢水的處理都能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。
Ⅰ. 工業(yè)上可利用CO2來(lái)制備清潔燃料甲醇,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下:
反應(yīng)A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.6kJ·mol-1
反應(yīng)B:CO2(g)+H2H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ·mol-1
⑴ 寫出用CO(g)和H2(g)合成CH3OH(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: __________________。
⑵ 反應(yīng)A可自發(fā)進(jìn)行的溫度條件是________(填“低溫”或“高溫”) 。
⑶ 寫出兩個(gè)有利于提高反應(yīng)A中甲醇平衡產(chǎn)率的條件___________。
⑷ 在Cu-ZnO/ZrO2催化下,CO2和H2混和氣體,體積比1∶3,總物質(zhì)的量amol進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率、CH3OH和CO選擇性隨溫度、壓強(qiáng)變化情況分別如圖所示(選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比)。
溫度對(duì)反應(yīng)的影響 壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響
① 由上圖可知,影響產(chǎn)物選擇性的外界條件是______。
A. 溫度 B. 壓強(qiáng) C. 催化劑
② 如圖中M點(diǎn)溫度為250℃,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為25%,該溫度下反應(yīng)B的平衡常數(shù)為________________(用分?jǐn)?shù)表示)。
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室模擬“間接電化學(xué)氧化法”處理氨氮廢水中NH4+的裝置如圖所示。以硫酸銨和去離子水配制成初始的模擬廢水,并以NaCl調(diào)節(jié)溶液中氯離子濃度,陽(yáng)極產(chǎn)物將氨氮廢水中的NH4+氧化成空氣中的主要成分。
⑸ 陽(yáng)極反應(yīng)式為__________________________________。
⑹ 除去NH4+的離子反應(yīng)方程式為________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè) NA 為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是
A. 1L 1mol/L CH3COONa 溶液中含有 CH3COO-的數(shù)目為 NA
B. 100 ml 1.0 mol·L-1 FeCl3 溶液與足量 Cu 反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 0.2NA
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L CCl4 中含有 C—Cl 鍵的數(shù)目為 2NA
D. NA 個(gè) D2O 分子中,含有 10NA 個(gè)電子
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