【題目】利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:
i. CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
iii. CO2(g)+H2(g)CO (g)+H2O(g) △H3
回答下列問題:
(1)已知反應(yīng)ii中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能(“CO”表示CO的化學(xué)鍵)數(shù)據(jù)見表:
化學(xué)鍵 | H-H | C-O | CO | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
由此計算△H2=______________。
(2)反應(yīng)i、ii、iii對應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3之間的關(guān)系式為_______________
(3)一定條件下,在2L的恒容密閉容器中充入1molCO2和2molH2發(fā)生反應(yīng)i 。下圖是反應(yīng)體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。
①△H1_____0(填“大于”或“小于”)
②當(dāng)溫度為500K時,該反應(yīng)10min達(dá)到平衡。0~10min時間內(nèi)用CH3OH表示該反
應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為_____________________。
③若改充入1mol CO2和3mol H2,則圖中的曲線會_________(填“上移”或“下移”)。
(4)在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)iii,已知c(CO)與反應(yīng)時間t變化曲線Ⅰ如圖所示,若在t0時刻分別改變一個條件,曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ時,改變的條件是______;當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時,改變的條件是_______。
(5)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。以此電池作電源,在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理過程(裝置如圖所示)。其中物質(zhì)b是__________, 陽極電極反應(yīng)為_______________。
【答案】 -99 kJ·mol-1 K1=K2·K3 小于 0.03mol/(L·min) 上移 加入催化劑 將容器的體積(快速)壓縮至2L 甲醇(或CH3OH) 2Al+3H2O-6e- =Al2O3 +6H+
【解析】試題分析:分析i. CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1、ii. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2 、iii. CO2(g)+H2(g)CO (g)+H2O(g) △H3等3個反應(yīng)的關(guān)系可知,i = ii + iii 。
(1)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和,所以,△H2=1076+436-413-343-465=-99 kJ·mol-1。
(2)因為i = ii + iii,所以,由化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知,反應(yīng)i、ii、iii對應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3之間的關(guān)系式為K1=K2·K3。
(3)由反應(yīng)體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線可知,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而減小,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故①△H1小于0。②當(dāng)溫度為500K時,該反應(yīng)10min達(dá)到平衡。由圖中數(shù)據(jù)可知,500K時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,則CO2的變化量為0.6mol,由該反應(yīng)的化學(xué)方程式可知, CH3OH的變化量為0.6mol,所以,0~10min時間內(nèi)用CH3OH表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為0.03mol/(L·min)。2L的恒容密閉容器中充入1molCO2和2molH2發(fā)生反應(yīng)i CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
③若改充入1mol CO2和3mol H2,由于增大了H2的濃度,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高,則圖中的曲線會上移。
(4)在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)iii CO2(g)+H2(g)CO (g)+H2O(g),該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)。由圖可知,當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ時,化學(xué)反應(yīng)速率加快,CO的濃度逐漸增大,但是CO的平衡濃度沒有改變,故改變的條件是加入催化劑;當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時,化學(xué)反應(yīng)速率加快,CO的濃度由2mol/L突然增大到3mol/L,故改變的條件是將容器的體積(快速)壓縮至2L。
(5)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。以此電池作電源,在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理過程。根據(jù)實驗?zāi)康,鋁應(yīng)作陽極,故a是氧氣、b是甲醇,陽極上鋁被氧化為氧化鋁,電極反應(yīng)為2Al+3H2O-6e- =Al2O3 +6H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有三種短周期元素組成的單質(zhì)a、b、c及其二元化合物X、Y、Z,它們之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。已知:X中a和b元素的原子個數(shù)比為1:1;常溫下L是一種無色黏稠油狀液體。下列說法不正確的是
A. b、c單質(zhì)中所含的元素屬于同主族元素 B. X、Y、Z分子中一定都含有極性共價鍵
C. L、Y、Z三種物質(zhì)中兩兩之間能相互反應(yīng) D. 同溫同濃度的水溶液中酸性強(qiáng)弱為:L>Y>Z
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某小組設(shè)計不同實驗方案比較Cu2+、Ag+ 的氧化性。
(1)方案1:通過置換反應(yīng)比較
向酸化的AgNO3溶液插入銅絲,析出黑色固體,溶液變藍(lán)。反應(yīng)的離子方程式是_______,說明氧化性Ag+>Cu2+。
(2)方案2:通過Cu2+、Ag+ 分別與同一物質(zhì)反應(yīng)進(jìn)行比較
實驗 | 試劑 | 編號及現(xiàn)象 | |
試管 | 滴管 | ||
1.0 mol/L KI溶液 | 1.0 mol/L AgNO3溶液 | Ⅰ.產(chǎn)生黃色沉淀,溶液無色 | |
1.0 mol/L CuSO4溶液 | Ⅱ.產(chǎn)生白色沉淀A,溶液變黃 |
① 經(jīng)檢驗,Ⅰ中溶液不含I2,黃色沉淀是________。
② 經(jīng)檢驗,Ⅱ中溶液含I2。推測Cu2+做氧化劑,白色沉淀A是CuI。確認(rèn)A的實驗如下:
a.檢驗濾液無I2。溶液呈藍(lán)色說明溶液含有________(填離子符號)。
b.白色沉淀B是________。
c.白色沉淀A與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式是____,說明氧化性Ag+>Cu2+。
(3)分析方案2中Ag+ 未能氧化I- ,但Cu2+氧化了I-的原因,設(shè)計實驗如下:
編號 | 實驗1 | 實驗2 | 實驗3 |
實驗 | |||
現(xiàn)象 | 無明顯變化 | a中溶液較快變棕黃色,b中電極 上析出銀;電流計指針偏轉(zhuǎn) | c中溶液較慢變淺黃色; 電流計指針偏轉(zhuǎn) |
(電極均為石墨,溶液濃度均為 1 mol/L,b、d中溶液pH≈4)
① a中溶液呈棕黃色的原因是_______(用電極反應(yīng)式表示)。
② “實驗3”不能說明Cu2+氧化了I-。依據(jù)是空氣中的氧氣也有氧化作用,設(shè)計實驗證實了該依據(jù),實驗方案及現(xiàn)象是_______。
③ 方案2中,Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因:_______。
(資料:Ag+ + I- = AgI↓ K1 =1.2×1016;2Ag+ + 2I- = 2Ag↓+ I2 K2 = 8.7×108)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】市場上有一種加入蛋白酶的洗衣粉,能將衣物的汗?jié)n、血漬等蛋白質(zhì)水解而除去。下列衣料中,不能用加酶洗衣粉洗滌的是
①棉織品 ②毛織品 ③腈綸織品 ④絲織品
A. ②④ B. ①② C. ①③ D. ③④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知常溫時CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka=1.75×105,NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=1.75×105。常溫時,向10 mL濃度均為0.01mol·L1的NaOH和氨水混合溶液中,逐滴加入0.01mol·L1的 CH3COOH 溶液,混合溶液的pH與加入CH3COOH的體積V之間的變化曲線如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是
A. a 點溶液的pH<12
B. b 點時水的電離程度最大
C. c 點處的微粒間存在:c(CH3COO)=c(NH4+)+c(NH3·H2O)
D. d 點處的微粒間存在:c(CH3COO)>c(H+)>c(Na+)>c(NH4+)>c(OH)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物,在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平):
①G―→Q+NaCl ②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
這五種化合物中Cl元素化合價由低到高的順序是( )
A. G、Y、Q、Z、X B. X、Z、Q、G、Y
C. X、Z、Q、Y、G D. G、Q、Y、Z、X
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】由烴的衍生物A和芳香烴E 制備香精的重要原料M 的一種合成路線如下:
已知:
(R1、R2表示烴基或H 原子)
請回答下列題:
(1)A的化學(xué)名稱為__________________,B 的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。
(2)C 中官能團(tuán)的名稱為__________________。D 分子中最多有__________個原子共平面。
(3)E→F的反應(yīng)類型為___________________。D+G→M 的化學(xué)方程式為____________。
(4)同時滿足下列條件的D 的同分異構(gòu)體有____種(不考慮立體異構(gòu)),其中核磁共振氫譜有3 組峰的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。
①能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng); ②不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)
(5)參照上述合成路線和信息。以為原料(其他無機(jī)試劑任選),設(shè)計制備的合成路線_____________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】海水中蘊(yùn)藏著豐富的資源,在實驗室中取少量海水,進(jìn)行如下流程的實驗:
―→―→
粗鹽中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質(zhì),提純的步驟有:
①加入過量的Na2CO3溶液 ②加入過量的BaCl2溶液、奂尤脒^量的NaOH溶液、芗尤脒m量鹽酸 ⑤溶解、捱^濾、哒舭l(fā),其正確的操作順序是( )
A. ⑤②③①⑥④⑦ B. ⑤①②③⑥④⑦
C. ⑤②①③④⑥⑦ D. ⑤③①②⑥④⑦
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