【題目】TiO2和TiCl4均為重要的化工原料,已知:
Ⅰ.TiCl4(g)+O2(g)TiO2(s)+2Cl2(g) ΔH=-175.4kJ/mol
Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-220.9kJ/mol
請回答下列問題:
(1)TiCl4(g)+2CO(g)TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)的ΔH=___kJ/mol。
(2)t℃時(shí),向10L恒容密閉容器中充入1molTiCl4和2molO2,發(fā)生反應(yīng)I,4min達(dá)到平衡時(shí)測得TiO2的物質(zhì)的量為0.2mol。
①反應(yīng)0~4min末的平均速率v(Cl2)=_,該溫度下K=_(用分?jǐn)?shù)表示),O2的平衡轉(zhuǎn)化率=__。
②下列措施,既能加快正反應(yīng)速率,又能增大O2的平衡轉(zhuǎn)化率的是_。
A.縮小容器的體積
B.加入催化劑
C.分離出部分TiO2
D.增加O2的濃度
E.減低溫度
F.以上方法均不可以
③t℃時(shí),向10L恒容密閉容器中充入3molTiCl4和一定量的O2,發(fā)生反應(yīng)I,兩種氣體的平衡轉(zhuǎn)化率(a%)與起始的物質(zhì)的量之比(TiCl4/O2)的關(guān)系如圖1所示:能表示O2的平衡轉(zhuǎn)化率的曲線為___(填“L1”或“L2”),M點(diǎn)的坐標(biāo)為___(用整數(shù)或分?jǐn)?shù)表示)。
(3)CO是有毒氣體,測定空氣中CO含量常用的方法之一是電化學(xué)氣敏傳感器法。其中CO傳感器的工作原理如圖2所示,則工作電極的反應(yīng)式為___;為減少對環(huán)境造成的影響,用CO和H2可以制備甲醇(CH3OH),以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.8mol,當(dāng)有0.5mol甲醇參與反應(yīng)時(shí),電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)的主要成分是___(寫化學(xué)式)。
【答案】+45.5 0.01mol/(Lmin) 10% F L1 (1,) CO-2e-+H2O=CO2+2H+ K2CO3、KHCO3
【解析】
(1)已知Ⅰ. TiCl4(g)+O2(g)TiO2(s)+2Cl2(g) ΔH=-175.4kJ/mol,Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-220.9kJ/mol,用Ⅰ-Ⅱ可得TiCl4(g)+2CO(g)TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g),根據(jù)蓋斯定律可得,ΔH=-175.4kJ/mol-(-220.9kJ/mol)=+45.5kJ/mol,故答案為:+45.5;
(2)根據(jù)題干信息可知:
①0~4min內(nèi),用Cl2表示的反應(yīng)速率,平衡常數(shù),,故答案為:0.01mol/(Lmin);;10%;
②A. 縮小容器體積,氣體壓強(qiáng)增大,正反應(yīng)速率加快,但平衡不移動(dòng),O2的平衡轉(zhuǎn)化率不變,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.加入催化劑,正反應(yīng)速率加快,但平衡不移動(dòng),O2的平衡轉(zhuǎn)化率不變,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.分離出部分TiO2,正反應(yīng)速率減慢,平衡正向移動(dòng),O2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.增加O2的濃度,正反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(dòng),但根據(jù)勒夏特列原理,只能削弱不能抵消,O2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,D選項(xiàng)錯(cuò)誤;
E.減低溫度,正反應(yīng)速率減慢,平衡正向移動(dòng),O2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,E選項(xiàng)錯(cuò)誤;
綜上,以上方法均不能滿足條件,F正確,答案為:F;
③隨著TiCl4的濃度增加,O2的轉(zhuǎn)化率越來越大,故曲線L1表示O2的平衡轉(zhuǎn)化率的曲線,M點(diǎn)表示n(TiCl4/O2)=方程式計(jì)量數(shù)之比=1時(shí),TiCl4的轉(zhuǎn)化率和O2的轉(zhuǎn)化率相同,即a=1,t℃時(shí),向10L恒容密閉容器中充入3molTiCl4和3molO2的混合氣體時(shí),轉(zhuǎn)化率相等,有
因?yàn)闇囟炔蛔儯势胶獬?shù)不變,則,解得x=,M點(diǎn)的坐標(biāo)為:,故答案為:L1;;
(3)由圖可知,H2SO4做電解質(zhì)溶液,工作電極上CO失去電子轉(zhuǎn)化為CO2,則電極反應(yīng)式為CO-2e-+H2O=CO2+2H+,以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極),甲醇在負(fù)極參與反應(yīng),根據(jù)元素守恒,當(dāng)有/span>0.5mol甲醇參與反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生的CO2是0.5mol,與0.8mol氫氧化鉀反應(yīng),根據(jù)方程式2KOH+CO2===K2CO3+H2O,K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3,可知生成0.3mol的K2CO3和0.2mol的KHCO3,則電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)的主要成分是K2CO3和KHCO3,故答案為:CO-2e-+H2O===CO2+2H+;K2CO3和KHCO3。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】SO2是一種大氣污染物,但它在化工和食品工業(yè)上卻有廣泛應(yīng)用。某興趣小組同學(xué)對SO2的實(shí)驗(yàn)室制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。
(1)甲同學(xué)按照教材實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)如圖所示裝置制取SO2
①本實(shí)驗(yàn)中銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ______,銅絲可抽動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是_______。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,甲同學(xué)觀察到試管底部出現(xiàn)黑色和灰白色固體,且溶液顏色發(fā)黑。甲同學(xué)認(rèn)為灰白色沉淀應(yīng)是生成的白色CuSO4夾雜少許黑色固體的混合物,其中CuSO4以白色固體形式存在體現(xiàn)了濃硫酸的________性。
③乙同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在問題,請從實(shí)驗(yàn)安全和環(huán)保角度分析,該實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題是________。
(2)興趣小組查閱相關(guān)資料,經(jīng)過綜合分析討論,重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下(加熱裝置略):
實(shí)驗(yàn)記錄 A 中現(xiàn)象如下:
序號 | 反應(yīng)溫度/℃ | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
1 | 134 | 開始出現(xiàn)黑色絮狀物,產(chǎn)生后下沉,無氣體產(chǎn)生 |
2 | 158 | 黑色固體產(chǎn)生的同時(shí),有氣體生成 |
3 | 180 | 氣體放出的速度更快,試管內(nèi)溶液為黑色渾濁 |
4 | 260 | 有大量氣體產(chǎn)生,溶液變?yōu)樗{(lán)色,試管底部產(chǎn)生灰白色固體,品紅溶液褪色 |
5 | 300 | 同上 |
查閱資料得知: 產(chǎn)物中的黑色和灰白色固體物質(zhì)主要成分為 CuS、Cu2S 和 CuSO4,其中CuS 和 Cu2S為黑色固體,常溫下都不溶于稀鹽酸,在空氣中灼燒均轉(zhuǎn)化為CuO和SO2。
①實(shí)驗(yàn)中盛裝濃硫酸的儀器名稱為 ____________。
②實(shí)驗(yàn)記錄表明__________對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響,為了得到預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,在操作上應(yīng)該____________。
③裝置C 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 ___________________。
④將水洗處理后的黑色固體烘干后,測定灼燒前后的質(zhì)量變化,可以進(jìn)一步確定黑色固體中是否一定含有 CuS其原理為__________(結(jié)合化學(xué)方程式解釋)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】M 是某香料的有效成分,其分子中含 3 個(gè)六元環(huán)。M 的一種合成路線如下:
已知:①A 分子中所有原子可能共平面;②D 的核磁共振氫譜上有6個(gè)峰;③H 和 I 互為同系物。 請回答下列問題:
(1)A 的名稱是____________;E 中所含官能團(tuán)名稱是___________。
(2)B→C 的反應(yīng)類型是____________。
(3)寫出 H 和 I 反應(yīng)生成 M 的化學(xué)方程式:___________。
(4)T是 H 的同分異構(gòu)體,同時(shí)具備下列條件的T有___________種(不考慮立體異構(gòu)),其中,苯環(huán)上一溴代物只有 2 種的結(jié)構(gòu)簡式為____________。
①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)。
(5)A 酸()在醫(yī)藥方面廣泛用作防腐劑、載體劑、助溶劑等。參照上述流程,以 2—丁烯和乙烯為原料合成乳酸,設(shè)計(jì)合成路線:_____________________(無機(jī)試劑任選)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】測定有機(jī)化合物中碳和氫的組成常用燃燒分析法。如圖是德國化學(xué)家李比希測定有機(jī)物組成的裝置,氧化銅作催化劑,在750℃左右使有機(jī)物在氧氣流中全部氧化為CO2和H2O,用含有固體氫氧化鈉和氯化鈣的吸收管分別吸收CO2和H2O。
試回答下列問題:
(1)甲裝置中盛放的藥品是______。
(2)將4.6g 有機(jī)物A進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測得生成5.4gH2O和8.8gCO2,則該物質(zhì)中各元素的原子個(gè)數(shù)比是______。
(3)經(jīng)測定,有機(jī)物A的1H核磁共振譜如圖,則A的結(jié)構(gòu)簡式為______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素,W與X的最高化合價(jià)之和為8。下列說法正確的是( )
A.原子半徑:W>Z
B.常溫下,X的單質(zhì)與Y的單質(zhì)均能溶于濃硫酸
C.X的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿
D.最簡單氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:Z<W
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)具有強(qiáng)氧化性,受熱易分解,可作漂白劑、食品消毒劑等。
Ⅰ.亞氯酸鈉的制備
以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下:
(1)提高“反應(yīng)1”反應(yīng)速率的措施有__________________(答出一條即可)。母液中溶質(zhì)的主要成分是___________(填化學(xué)式)。
(2)每有1mol SO2參加反應(yīng),理論上可生成ClO2的物質(zhì)的量為________mol。
(3) “反應(yīng)2”的化學(xué)方程式為_____________________________________。
(4)采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”,原因是____________________。
(5)“反應(yīng)2”中使用H2O2而不用其他物質(zhì)的原因是____________________。
Ⅱ.亞氯酸鈉的應(yīng)用
(6)用亞氯酸鈉作水處理劑,水中可能殘留少量亞氯酸鈉,可以加入硫酸亞鐵除去殘留的亞氯酸鹽,硫酸亞鐵除可與亞氯酸鈉反應(yīng)外,還可以起到的作用是____________。
(7)實(shí)驗(yàn)室可用亞氯酸鈉和氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)制備ClO2氣體。寫出上述反應(yīng)的離子方程式為____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知常溫下,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。某二元酸H2R及其鈉鹽的溶液中,H2R、HR-、R2-三者的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溶液pH變化關(guān)系如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.在pH=4.3的溶液中:3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)
B.等體積、等濃度的NaOH溶液與H2R溶液混合后,此溶液中水的電離程度比純水小
C.在pH=3的溶液中存在=10-3
D.向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,發(fā)生反應(yīng):CO32-+H2R=HCO3-+HR-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】聚酯纖維(PET) 結(jié)構(gòu)簡式為,其性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛,產(chǎn)量占合成纖維總量的70%以上,合成原料主要來源于石油和煤的產(chǎn)品。
(1)請你用乙烯和對二甲苯為有機(jī)原料,設(shè)計(jì)該聚酯纖維合成線路: ___________(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機(jī)物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件,無機(jī)試劑任選)。
(2)寫出上述流程中發(fā)生縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式: ___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)欲利用如圖裝置制取能較長時(shí)間存在的Fe(OH)2,其中實(shí)驗(yàn)所用溶液現(xiàn)配現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析正確的是
A. X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀鹽酸
B. 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先關(guān)閉止水夾a、打開b,再向燒瓶中加入X
C. 反應(yīng)一段時(shí)間后可在燒瓶中觀察到白色沉淀
D. 反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉b及分液漏斗活塞,則Fe(OH)2可較長時(shí)間存在
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