【題目】科學家對一碳化學進行了廣泛深入的研究并取得了一些重要成果。已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol;3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H2=-31.0kJ/mol,CO與H2合成CH3CH=CH2的熱化學方程式為________。
(2)現(xiàn)向三個體積均為2L的恒容密閉容器I、II、Ⅲ中,均分別充入1molCO 和2mo1H2發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三個容器的反應溫度分別為Tl、T2、T3且恒定不變。當反應均進行到5min時H2的體積分數(shù)如圖所示,其中只有一個容器中的反應已經達到平衡狀態(tài)。
①5min時三個容器中的反應達到化學平衡狀態(tài)的是容器_______(填序號)。
②0-5 min內容器I中用CH3OH表示的化學反應速率v(CH3OH)=_______。(保留兩位有效數(shù)字)
③當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時,平衡常數(shù)最小的是容器___________。(填序號)
(3)CO用于工業(yè)冶煉金屬,在不同溫度下用CO 還原四種金屬氧化物,達到平衡后氣體中l(wèi)g與溫度(T)的關系如圖所示。下列說法正確的是_____(填字母)。
A.工業(yè)上可以通過增高反應裝置來延長礦石和CO接觸面積,減少尾氣中CO的含量
B.CO用于工業(yè)冶煉金屬鉻(Cr)時,還原效率不高
C.工業(yè)冶煉金屬銅(Cu) 時,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大
D.CO還原PbO2的反應△H>0
(4)一種甲醇燃料電池,使用的電解質溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
請寫出加入(通入)a物質一極的電極反應式_________;每消耗6.4g甲醇轉移的電子數(shù)為____。
(5)一定條件下,用甲醇與一氧化碳反應合成乙酸可以消除一氧化碳污染。常溫下,將a mol/L的醋酸與b mol/LBa(OH)2溶液等體積混合后,若溶液呈中性,用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka為________________。
【答案】3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H=-301.3kJ/mol Ⅲ 0.067 mol/(L·min) Ⅲ BC CH3OH-6e-+8OH—=CO32-+6H2O 1.2NA(1.2×6.02×1023) 2×10-7b/(a-2b)
【解析】
(1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol;②3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)△H2=-31.0kJ/mol;蓋斯定律計算①×3+②得到CO與H2合成CH3CH=CH2的熱化學方程式;
(2)①溫度越高反應速率越快,達到平衡狀態(tài)時需要時間越短,反應已經達到平衡狀態(tài)的是Ⅲ;
②利用三段式求出反應生成的甲醇的物質的量濃度,再根據v=計算;
③當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時,該反應為放熱反應,溫度越低,反應向正方向進行的程度越大;
(3)A.增高爐的高度,增大CO與鐵礦石的接觸,不能影響平衡移動,CO的利用率不變;B.由圖象可知用CO工業(yè)冶煉金屬鉻時,一直很高,說明CO轉化率很低,故不適合;C.由圖象可知溫度越低越小,故CO轉化率越高;D.CO還原PbO2的反應,達到平衡后升高溫度,升高;
(4)由反應可知,負極上甲醇失去電子生成碳酸鉀,根據電子與甲醇的物質的量關系計算。
(5)溶液等體積混合溶質濃度減少一半,醋酸電離平衡常數(shù)與濃度無關,結合概念計算。
(1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol;②3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)△H2=-31.0kJ/mol;蓋斯定律計算①×3+②得到CO與H2合成CH3CH=CH2的熱化學方程式:3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)△H=-301.3kJ/mol;
(2)①三個容器的反應溫度分別為Tl、T2、T3且恒定不變.當反應均進行到5min時H2的體積分數(shù)如圖1所示,溫度越高反應速率越快,達到平衡時間越短,其中只有一個容器中的反應已經達到平衡狀態(tài),最有可能是Ⅲ,是平衡后升溫平衡逆向進行,氫氣含量最大;
②設反應生成的甲醇為xmol/L,
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
開始(mol/L):0.510
轉化(mol/L):x 2x x
平衡(mol/L):0.5-x 1-2x x
到5min時,氫氣的體積分數(shù)為0.4,則=0.4,解得:x=mol/L,容器I中用CH3OH表示的化學反應速率v(CH3OH)=═0.067mol/(Lmin);
③當三個容器中的反應均達到平衡狀態(tài)時,該反應為放熱反應,升溫平衡逆向進行,Ⅲ平衡常數(shù)最;
(3)A.增高爐的高度,增大CO與鐵礦石的接觸,不能影響平衡移動,CO的利用率不變,故A錯誤;B.由圖象可知用CO業(yè)冶煉金屬鉻時,一直很高,說明CO轉化率很低,故B正確;C.由圖象可知溫度越低,越小,故CO轉化率越高,工業(yè)冶煉金屬銅(Cu) 時,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大,故C正確;D.CO還原PbO2的反應,達到平衡后升高溫度,升高,即升高溫度,CO的含量增大,說明平衡逆向移動,此反應的△H<0;故答案為BC;
(4)電池反應為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O.該電池負極是甲醇失電子生成碳酸鉀,圖中分析可知b電極為正極,電極反應為:O2+4e-+2H2O=4OH-,每消耗6.4g甲醇即0.2mol,轉移電子的物質的量為1.2mol,即 1.2NA(1.2×6.02×1023);(5)通常狀況下,將a mol/L的醋酸與b mol/L Ba(OH)2溶液等體積混合,溶液中溶質為醋酸鋇和氫氧化鋇,反應平衡時,2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmol/L,溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,溶液呈中性,醋酸電離平衡常數(shù)依據電離方程式寫出K===。
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【題目】用三個集氣瓶收集滿二氧化硫、二氧化氮氣體,然后將其倒置在水槽中。分別緩慢通入適量O2或Cl2,如圖所示。一段時間后,D、E裝置的集氣瓶中充滿溶液,F裝置的集氣瓶中還有氣體剩余。(假設瓶內液體不擴散)
(1)寫出裝置E中反應的離子方程式:__________________________________________
(2)假設該實驗條件下,氣體摩爾體積為aL·mol-1。則裝置D的集氣瓶中所得溶液溶質的物質的量濃度為____________;發(fā)生反應的方程式____________________________。
(3)通入氧氣前在F裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊溶液,觀察到的現(xiàn)象是_____________,通入氧氣后,可能觀察到的實驗現(xiàn)象是_________________________________________,寫出反應的總化學方程式:_________________________________________________。
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【題目】Hf元素有多種核素,其中Hf是一種新合成的核素。下列關于的敘述中不正確的是( )
A.該核素的質子數(shù)是72B.該核素的中子數(shù)是113
C.該核素的核外電子數(shù)是72D.該元素的相對原子質量是185
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【題目】甲胺(CH3NH2)的性質與氨相似。25℃時,實驗室里用0.1mol/L的鹽酸溶液滴定20mL0.1mol/L甲胺溶液,滴定曲線如圖所示。(已知:AG=lg[c(H+)/c(OH-)])下列說法正確的是
A. 該滴定過程應該選擇酚酞作為指示劑
B. 水的電離程度:d>c>b>a
C. Kb(CH3NH2·H2O)=1×10-5
D. b點溶液中存在:c(H+)-c(OH-)=c(CH3NH2·H2O)-c(CH3NH3+)
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【題目】(1)鈉米材料二氧化鈦(TiO2)具有很高的化學活性,可做性能優(yōu)良的催化劑。工業(yè)上二氧化鈦的制備是:
資料卡片 | ||
物質 | 熔點 | 沸點 |
SiCl4 | -70℃ | 57.6℃ |
TiCl4 | -25℃ | 136.5℃ |
I. 將干燥后的金紅石(主要成分TiO2,主要雜質SiO2)與碳粉混合裝入氯化爐中,在高溫下通入Cl2反應制得混有SiCl4雜質的TiCl4。
II. 將SiCl4分離,得到純凈的TiCl4。
III. 在TiCl4中加水、加熱,水解得到沉淀TiO2·xH2O。
IV. TiO2·xH 2O高溫分解得到TiO2。
①TiCl4與SiCl4在常溫下的狀態(tài)是________。II中所采取的操作名稱是_______。
②III中反應的化學方程式是____________________________________________。
③如IV在實驗室完成,應將TiO2·xH2O放在________(填儀器編號)中加熱。
(2)根據廢水中所含有害物質的不同,工業(yè)上有多種廢水的處理方法。
①廢水I若采用CO2處理,離子方程式是________________。
②廢水Ⅱ常用明礬處理。實踐中發(fā)現(xiàn)廢水中的c(HCO)越大,凈水效果越好,這是因為______________。
③廢水III中的汞元素存在如下轉化(在空格上填相應的化學式):Hg2++______=CH3Hg++H+,我國規(guī)定,Hg2+的排放標準不能超過0.05 mg/L。若某工廠排放的廢水1 L中含Hg2+ 3×10-7mo1,是否達到了排放標準__(填“是”或“否”)。
④廢水Ⅳ常用C12氧化CN—成CO2和N2,若參加反應的C12 與CN-的物質的量之比為5︰2,則該反應的離子方程式為__________。
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【題目】下列關于熱化學反應的描述中正確的是( )
A. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則含74.0 g Ca(OH)2的稀溶液與稀硫酸完全中和,放出57.3 kJ的熱量
B. 已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,將足量的N2(g)和H2(g)置于密閉的容器中充分反應生成1mol NH3(g),放出46.2kJ的熱量
C. 2gH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量,則表示氫氣燃燒的熱化學方程式為:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ
D. 燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式是CH3OH(g)+1/2O2(g)==CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJ·mol-1
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【題目】常溫下,在27.5g水中溶解12.5g CuSO4·5H2O,恰好達到飽和,設該溶液密度為1.20g /cm3,求:
(1)該溶液中CuSO4的物質的量 _______________mol
(2)溶液的體積_____________mL
(3)該溶液中CuSO4的物質的量濃度_________mol
(4)取出20.0 mL該溶液,配成1.00 mol/L的稀溶液,則稀釋后溶液的體積是___mL
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【題目】將下列物質進行分類(填序號)
①O2與O3
②126C與136C
③白磷與紅磷
④冰與水
⑤H2、D2、T2
⑥乙醇與二甲醚
⑦和
(1)互為同位素的是_____________
(2)互為同素異形體的是___________
(3)互為同分異構體的是_________
(4)屬于同一化合物的是___________
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【題目】t ℃時,水的離子積為Kw,該溫度下將a mol·L-1的一元酸HA與b mol·L-1的一元堿BOH等體積混合,要使混合液呈中性,必要的條件是
A. 混合液中c(H+)= B. 混合液的pH=7
C. a=b D. 混合液中c(B+)=c(A-)+c(OH-)
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