Ⅰ.甲醇是一種新型的能源。
(1)合成氣(組成為H2和CO)是生產(chǎn)甲醇的重要原料,請寫出由焦炭和水在高溫下制取合成氣的化學(xué)方程式 。
(2)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 ;
(3)在容積為l L的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇。在其他條件不變的情況下,考查溫度對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列說法正確的是 (填序號)
A.溫度為T1時,從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=(mol·L-1·min-1) |
B.該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的大 |
C.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) |
D.處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時減小 |
Ⅰ.(1)C+H2OCO+H2
(2)CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(l)H=-443.5kJ·mol-1
(3)AB
(4)1-
(5)CH3OH-6e-+8OH-=== CO32-+6H2O
c(Na+)> c(CO32-)> c(OH-)>c(HCO3-)> c(H+)
Ⅱ. Br-、C1-、CrO42-
解析試題分析:Ⅰ.(1)合成氣是在高溫下由水蒸氣和碳生成:C+H2OCO+H2
(2)H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1;………………………………①
CO(g)+O2(g)= CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1;………………………………②
CH3OH(l)+O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) △H=-726.5kJ·mol-1;………………③
由蓋斯定律可知:③-②
CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(l)H=-443.5kJ·mol-1
(3)反應(yīng)速率為單位時間內(nèi)濃度的改變量A正確;從圖中可以看出,T1時甲醇的含量高,因此B正確;根椐“先拐先平,數(shù)值大”可知T2>T1,可以看出溫度高時,反而逆向移動,因此正向是放熱反應(yīng),C錯誤;從T1到T2是溫度升高的一個過程,平衡逆向移動,比值增大,D錯誤。
(4) CO + 2H2 = CH3OH
起始物質(zhì)的量: 1mol 2mol
變化: a mol 2 a mol a mol
平衡時物質(zhì)的量:(1-a) mol (2-2a) mol a mol
在溫度一定,體積一定的條件下,壓強比等于物質(zhì)的量之比:
(5)燃料電池中作負(fù)極的一定是失去電子的物質(zhì):CH3OH-6e-+8OH-=== CO32-+6H2O
c(Na+)> c(CO32-)> c(OH-)>c(HCO3-)> c(H+)
Ⅱ.Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-) =1.56×10-10,
Ksp(AgBr)= c(Ag+) ·c(Br-) =7.7×10-13,
Ksp(Ag2CrO4)= c(Ag+)2·c(CrO42-) = 9×10-11;
從以上計算可以看出,沉淀銀離子的順序為:Br-、C1-、CrO42-
考點:電解質(zhì)的有關(guān)知識。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
“富煤、貧油、少氣”是我國能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀。隨著能源的日益緊張,發(fā)展“煤化工”對我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義。下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈之一。
“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍,科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法,連續(xù)產(chǎn)出熱值很高的煤炭合成氣,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol–1 ①
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol–1 ②
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= _________kJ·mol–1。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,33.6 L的煤炭合成氣(設(shè)全部為CO和H2)與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移______mole-。
(2)在一恒容的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形能說明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______
a.體系壓強保持不變
b.密閉容器中CO、H2、CH3OH(g)3種氣體共存
c.CH3OH與H2物質(zhì)的量之比為1:2
d.每消耗1 mol CO的同時生成2molH2
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。
A、B兩點的平衡常數(shù)_____(填“前者”、“后者”或“一樣”)大;達(dá)到A、C兩點的平衡狀態(tài)所需的時間tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改變反應(yīng)物用量的情況下,為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(答出兩點即可)。
(3)工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池,是用煤炭氣(CO、H2)作負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣體為正極燃?xì),用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物做電解質(zhì),以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO + H2-4e- + 2CO32-= 3CO2+H2O;則該電池的正極反應(yīng)式為____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲烷是天然氣的主要成分,是生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛的一種化學(xué)物質(zhì)。
(1)一定條件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g); △H1
②CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g);△H2
現(xiàn)有一份在相同條件下對H2的相對密度為17的NO與NO2的混合氣體,用16g甲烷氣體催化還原該混合氣體,恰好生成氮氣、二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣,共放出1042.8kJ熱量。
①該混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為
②已知上述熱化學(xué)方程式中△H1=—1160kJ/mol,則△H2=
③在一定條件下NO氣體可以分解為NO2氣體和N2氣體,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,下圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖;卮鹣铝袉栴}:
④B極為電池 極,電極反應(yīng)式為
⑤若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液,寫出陽極的電極反應(yīng)式 ,當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時,理論上消耗的甲烷的體積為 (標(biāo)況下),實際上消耗的甲烷體積(折算到標(biāo)況)比理論上大,可能原因為 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
化學(xué)反應(yīng)中一定伴隨著能量的變化,化學(xué)能在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用將越來越廣泛。
(1)利用氫氣可以制取工業(yè)原料乙酸。已知:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1 = -870.3kJ/mo1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H 2= -393.5kJ/mo1
③H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l) △H 3= -285.8kJ/mo1
試?yán)蒙鲜鲂畔⒂嬎阆率龇磻?yīng)的反應(yīng)熱:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) △H= 。
(2)科學(xué)家可用焓變和熵變來判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,下列都是能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),其中是吸熱反應(yīng)且反應(yīng)后熵增的為 (填字母)。
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ | B.3Fe+2O2=Fe3O4 |
C.(NH4)2CO3=NH4HCO3+NH3↑ | D.NaOH+HCl=NaCl+H2O |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍,科研人員通過向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法,連續(xù)產(chǎn)出了熱值高達(dá)122500~16000 kJ·m-3的煤炭氣,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=—393.5 kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=—483.6 kJ·mol-1 ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1 ③
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= kJ·mol-1。標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煤炭氣(CO、H2)33.6 L與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O,反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移 mol e-。
(2)密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。
①若A、B兩點表示在某時刻達(dá)到的平衡狀態(tài),此時在A點時容器的體積為VAL,則該溫度下的平衡常數(shù)K= ;A、B兩點時容器中物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(A)總:n(B)總= 。
②若A、C兩點都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時間tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在不改變反應(yīng)物用量的情況下,為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是 。
A.降溫 B.加壓 C.使用催化劑 D.將甲醇從混合體系中分離出來
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚( CH3OCH3)。請回答下列問題:
(1)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ/mol
總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H= ;
一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是:
________(填字母代號)。
a.壓縮體積 b.加入催化劑 c.減少CO2的濃度 d.增加CO的濃度
e.分離出二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知反應(yīng)②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度(mol·L-1) | 0.40 | 0.6 | 0.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)CO2是一種主要的溫室氣體,研究CO2的利用對促進(jìn)低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)金剛石和石墨燃燒反應(yīng)中的能量變化如圖所示。
①在通常狀況下,金剛石和石墨中, (填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定,石墨的燃燒熱為 kJ·mol-1。
②石墨與CO2反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式: 。
(2)采用電化學(xué)法可將CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。試寫出以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)時,該轉(zhuǎn)化的電極反應(yīng)方程式 。
(3)CO2為原料還可合成多種物質(zhì)。工業(yè)上常以CO2(g) 與H2(g)為原料合成乙醇。
①已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol-1
2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -256.1kJ·mol-1。
則:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
②下圖是一種以煙道氣為原料合成乙醇的工作原理示意圖。
對上述流程的分析,下列說法正確的是 。
A.該流程至少包含4種形式的能量轉(zhuǎn)化 |
B.裝置X中陰極反應(yīng)為:2H2O-4e-=4H++O2↑ |
C.合成塔中生成乙醇的反應(yīng)是化合反應(yīng) |
D.流程設(shè)計體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒、處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。
①臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如:
6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s);△H=-235.8 kJ/mol。
己知:2 Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g);△H=+62.2kJ/mol,則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為 ;②科學(xué)家P.Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧。臭氧在陽極周圍的水中產(chǎn)生,陰極附近的氧氣則生成過氧化氫,陰極電極反應(yīng)式為 。
時間/min濃度(mol/L) | NO | N2 | CO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0·30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.l7 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
重晶石(BaSO4)是重要的化工原料,制備氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]的流程如下:
(1)寫出煅燒時發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(2)寫出氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________________。
(3)為檢測煅燒時產(chǎn)生的CO,可將煅燒產(chǎn)生的氣體通入PbCl2溶液中,出現(xiàn)黑色沉淀和產(chǎn)生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____。
(4)向BaSO4沉淀中加入飽和Na2CO3溶液,充分?jǐn)嚢,棄去上層清液,如此處理多次,可使BaSO4全部轉(zhuǎn)化為BaCO3。發(fā)生的反應(yīng)可表示為:
BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)
現(xiàn)有0.20 mol BaSO4,加入1.0L 2.0mol?L-1飽和Na2CO3溶液處理,假設(shè)c(SO42-)起始≈0
平衡時,K=4.0x10-2,求反應(yīng)達(dá)到平衡時發(fā)生轉(zhuǎn)化的BaSO4的物質(zhì)的量。(寫出計算過程結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(5)試從平衡的角度解釋BaSO4可轉(zhuǎn)化為BaCO3的原因:________________________。
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