【題目】頁巖氣是從頁巖層中開采出來的一種非常重要的天然氣資源,頁巖氣的主要成分是甲烷,是公認(rèn)的潔凈能源。
(1)頁巖氣不僅能用作燃料,還可用于生產(chǎn)合成氣(CO和H2)。CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器,發(fā)生反應(yīng) CH4(g) + H2O(g)==CO(g)+3H2(g) △H1
已知:
①CH4、H2、CO 的燃燒熱(△H)分別為-a kJmol-1、-b kJmol-1、-c kJmol-1;
②H2O(l) =H2O(g) △H=+dkJmol-1
則△H1= ___________(用含字母a、b、c、d的代數(shù)式表示)kJmol-1。
(2)用合成氣生成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2,在10 L恒容密閉容器中按物質(zhì)的量之比1∶2充入CO和H2,測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示,200℃時(shí)n(H2)隨時(shí)間的變化如下表所示:
t/min | 0 | 1 | 3 | 5 |
n(H2)/mol | 8.0 | 5.4 | 4.0 | 4.0 |
①△H2_________(填“>”“<”或“ = ”)0。
②寫出兩條可同時(shí)提高反應(yīng)速率和CO轉(zhuǎn)化率的措施:________________________ 。
③下列說法正確的是____________(填標(biāo)號(hào))。
a.溫度越高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)越大
b.達(dá)平衡后再充入稀有氣體,CO的轉(zhuǎn)化率提高
C.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到最大限度
D.圖中壓強(qiáng)p12
④03 min內(nèi)用CH3OH表示的反應(yīng)速率v(CH3OH)=_________mol L-1·min-1。
⑤200℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =_______。向上述200℃達(dá)到平衡的恒容密閉容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH,保持溫度不變,則化學(xué)平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移動(dòng)。
(3)甲烷、氧氣和KOH溶液可組成燃料電池。標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入5.6 L甲烷,測(cè)得電路中轉(zhuǎn)移1.2 mol電子,則甲烷的利用率為________________。
【答案】 -a+3b+c –d < 增大H2濃度,增大壓強(qiáng) cd (或0.067) 6.25 正向 60%
【解析】(1)已知CH4、H2、CO 的燃燒熱(△H)分別為-a kJmol-1、-b kJmol-1、-c kJmol-1,則有
①CH4(g) + 2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) △H=-a kJmol-1
②H2(g) + 1/2O2(g)==H2O(l) △H=-b kJmol-1
③CO(g) + 1/2O2(g)==CO2(g) △H=-c kJmol-1
④H2O (l) =H2O(g) △H=+dkJmol-1
則根據(jù)蓋斯定律可知①-②×3-③-④即得到反應(yīng)CH4(g) + H2O(g)==CO(g)+3H2(g)的△H1=(-a+3b+c –d) kJmol-1。
(2)①隨溫度的升高CO轉(zhuǎn)化率降低,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此△H2<0。②由于正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng),則可同時(shí)提高反應(yīng)速率和CO轉(zhuǎn)化率的措施為增大H2濃度,增大壓強(qiáng)。③a.升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,因此溫度越高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)越小,a錯(cuò)誤;b.達(dá)平衡后再充入稀有氣體,反應(yīng)物濃度不變,CO的轉(zhuǎn)化率不變,b錯(cuò)誤;c.正反應(yīng)體積減小,則容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到最大限度,即達(dá)到平衡狀態(tài),c正確;D.正反應(yīng)體積減小,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,CO轉(zhuǎn)化率增大,所以圖中壓強(qiáng)p1<p2,d正確,答案選cd;④03 min內(nèi)消耗氫氣是4mol,生成甲醇是2mol,濃度是0.2mol/L,則用CH3OH表示的反應(yīng)速率v(CH3OH)=0.2mol/L÷3min=1/15mol L-1·min-1。⑤根據(jù)方程式可知
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始濃度(mol/L) 0.4 0.8 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 0.2 0.4 0.2
平衡濃度(mol/L) 0.2 0.4 0.2
所以 200℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =。向上述200℃達(dá)到平衡的恒容密閉容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH,保持溫度不變,此時(shí)濃度熵=<6.25,所以化學(xué)平衡正向移動(dòng)。
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入5.6 L甲烷,甲烷的物質(zhì)的量是0.25mol,碳元素化合價(jià)從-4價(jià)升高到+4價(jià),則理論上轉(zhuǎn)移0.25mol×8=2mol電子,測(cè)得電路中轉(zhuǎn)移1.2 mol電子,則甲烷的利用率為1.2/2×100%=60%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是中學(xué)化學(xué)中常用于混合物的分離和提純的裝置,請(qǐng)根據(jù)裝置回答問題:
(1)從氯化鈉溶液中得到氯化鈉固體,選擇裝置________(填代表裝置圖的字母,下同);
(2)從碘水中分離出I2,選擇裝置________,該分離方法的名稱為(兩個(gè))_______。
(3)裝置A中①的名稱是________。
(4)海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源,在實(shí)驗(yàn)室中取少量海水,進(jìn)行如下流程的實(shí)驗(yàn):
―→
粗鹽中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質(zhì),需要提純后才能綜合利用。粗鹽提純的步驟有:
①加入過量的Na2CO3溶液、诩尤脒^量的BaCl2溶液、奂尤脒^量的NaOH溶液
④加入適量鹽酸、萑芙狻、捱^濾 ⑦蒸發(fā)
正確的操作順序是________(填選項(xiàng)字母)。
a.⑤②③①⑥④⑦ b.⑤①②③⑥④⑦ c.⑤②①③④⑥⑦ d.⑤③②①⑥④⑦
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作和所用裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
選項(xiàng) | A | B | C | D |
實(shí)驗(yàn) 目的 | 檢驗(yàn)蔗糖與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物中有CO2 | 證明Fe(NO3)2溶液中存在Fe2+的水解平衡 | 檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐泻蠥g+ | 比較非金屬性:S>C>Si |
實(shí)驗(yàn) 操作 | 將濃硫酸滴入圓底燒瓶中,再將生成的氣體通入澄清石灰水 | 將稀硝酸滴入Fe(NO3)2溶液中 | 向待檢液中滴加足量的稀鹽酸 | 將稀硫酸滴入錐形瓶中,再將生成的氣體通入Na2SiO3溶液中 |
所用 裝置 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知硫酸溶液的密度大于水。將mg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%、物質(zhì)的量濃度為c1mol/L的稀硫酸加熱蒸發(fā)掉m/2g水,此時(shí)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?/span>b%,物質(zhì)的量濃度為c2 mol/L,下列關(guān)系正確的是
A. b<2a B. c2<2c1 C. c2>2c1 D. c2=2c1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】20mL 0.1000 molL-1氨水用0.1000 molL-1的鹽酸滴定,滴定曲線入右下圖,下列說法正確的是
A. 該中和滴定適宜用酚酞作指示劑
B. 兩者恰好中和時(shí),溶液的pH=7
C. 達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),溶液中:c(H+)= c(OH-)+ c(NH3·H2O)
D. 當(dāng)?shù)稳臌}酸達(dá)30mL時(shí),溶液中c(NH4+)+c(H+)-)+c(Cl-)
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【題目】下列現(xiàn)象因發(fā)生取代反應(yīng)而產(chǎn)生的是 ( )
A.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
B.將苯加人溴水中,振蕩后水層接近無色
C.甲烷與氯氣混合,光照一段時(shí)間后黃綠色消失
D.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】水溶液中能大量共存的一組離子是( )
A. Na+、Ba2+、Cl-、SO42-
B. Fe2+、H+、SO32-、ClO-
C. K+、Fe3+、NO3-、SCN-
D. Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-
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【題目】下列物質(zhì)發(fā)生變化時(shí),所克服的微粒間的相互作用屬于同種類型的是( 。
A. 氫氧化鈉和葡萄糖分別溶解在水中 B. 液溴和四氯化碳分別揮發(fā)
C. 食鹽和冰分別受熱熔化 D. 干冰和氯化銨分別受熱變?yōu)闅怏w
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】
鎂、銅等金屬離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子。
(1)Cu位于元素周期表第四周期,銅原子核外電子有____種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),Cu+的核外電子排布式為________。
(2)下圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,可確定該晶胞中陰、陽離子個(gè)數(shù)比為______,該氧化物的電子式為_______________。
(3)膽礬CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O)4]SO4H2O,其結(jié)構(gòu)示意圖如下,膽礬晶體存在_____化學(xué)鍵,其中SO42-空間構(gòu)型是______,采用的雜化方式是______。晶體中H、O、S元素電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>_____(用元素符號(hào)表示)。
(4)Mg是第三周期元素,該周期部分元素氟化物的熔點(diǎn)見下表:
氟化物 | NaF | MgF2 | SiF4 |
熔點(diǎn)/K | 1266 | 1534 | 183 |
解釋表中氟化物熔點(diǎn)差異的原因:_____________________________。
(5)金屬M(fèi)g的堆積方式是六方最密堆積(如左圖所示),其晶胞如右圖所示鎂原子半徑為r㎝,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則金屬鎂的晶體密度為______g/㎝3。(用r、NA表達(dá))
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