【題目】甲醇是重要的化工原料。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:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=—99kJ.mol-1,
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2=—58kJ.mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列問題:
(1)寫出CO2的結(jié)構(gòu)式__________。
(2)由上述數(shù)據(jù)計(jì)算出△H3=kJ.mol-1
(3)在容積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,溫度T1、T2對反應(yīng)的影響,下列正確的是__________(填序號)
①溫度為T1時(shí),從反應(yīng)到平衡,生成甲醇的平均速率為:v(CH3OH)=nA/tAmol/(L·min)
②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
③當(dāng)生成1mol甲醇的同時(shí),生成1molCO2,說明反應(yīng)達(dá)到平衡
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí)n(H2)與n(CH3OH)比值增大
(4)在T1溫度時(shí),將2molCO2和6molH2充入一密閉恒容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2轉(zhuǎn)化率為50%,,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為__________;該溫度條件下,反應(yīng)平衡常數(shù)為__________(計(jì)算出結(jié)果)
(5)在直接以甲醇為燃料電池中,電解質(zhì)溶液為硫酸性,負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________。
【答案】(1)O=C=O;(2)+41;(3)③④;(4)3:4;4/27(0.15)(5)CH3OH+6e-+H2O=CO2↑+6H+
【解析】
試題分析:(1)CO2屬于直線型分子,結(jié)構(gòu)式為O=C=O,故答案為:O=C=O;
(2)①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-99kJ/mol
②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-58kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律:反應(yīng)②-反應(yīng)①=反應(yīng)③,故△H3=△H2-△H1=-58kJ/mol-(-99kJ/mol)=+41kJ/mol,故答案為:+41;
(3)根據(jù)題給圖象分析可知,T2先達(dá)到平衡則T2>T1,由溫度升高反應(yīng)速率增大可知T2的反應(yīng)速率大于T1,又溫度高時(shí)平衡狀態(tài)CH3OH的物質(zhì)的量少,則說明可逆反應(yīng)CO2+3H2CH3OH+H2O向逆反應(yīng)方向移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的大;①v(CH3OH)==mol/(Lmin),故①錯(cuò)誤;②正反應(yīng)為放熱反應(yīng),根據(jù)題給圖象分析可知,T2先達(dá)到平衡則T2>T1,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的大,故②錯(cuò)誤;③當(dāng)生成1mol甲醇的同時(shí),生成1molCO2,說明正逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故③正確;④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,達(dá)到平衡時(shí),氫氣物質(zhì)的量增大、甲醇的物質(zhì)的量減小,故n(H2)與n(CH3OH)增大,故④正確;故答案為:③④;
(4)由化學(xué)平衡的三段模式法計(jì)算可知,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L)1300
變化0.51.50.50.5
平衡0.51.50.50.5
根據(jù)相同條件下氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,
則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為=(0.5+1.5+0.5+0.5):(1+3)=3:4,
品紅常數(shù)K==,故答案為:3:4;。
(5)在直接以甲醇為燃料電池中,電解質(zhì)溶液為硫酸時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH+6e-+H2O=CO2↑+6H+,故答案為:CH3OH+6e-+H2O=CO2↑+6H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】物質(zhì)(t-BuNO)2在正庚烷或CCl4中均可以發(fā)生反應(yīng):(t-BuNO)22(t-BuNO)。在20℃時(shí),向2L正庚烷中加入(t-BuNO)2 1.00 mol,10 min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,此時(shí)(t-BuNO)2的平衡轉(zhuǎn)化率為65%(假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積始終保持不變)。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)在前10 min內(nèi)的平均速率為ν(t-BuNO)=0.0325 mol·L-1·min-1
B.保持其他條件不變,若此時(shí)再向溶液中加入1.0 mol (t-BuNO)2,重新達(dá)平衡時(shí)(t-BuNO)2
的轉(zhuǎn)化率增大
C.保持其他條件不變,若該反應(yīng)在CCl4中進(jìn)行,其平衡常數(shù)為1.9,則(t-BuNO)2的平衡轉(zhuǎn)化率小于65%
D.保持其他條件不變,升高溫度,(t-BuNO)2的平衡轉(zhuǎn)化率大于65%,則其能量關(guān)系可用下圖表示:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng)A(g)十2B(g)===C(g)的反應(yīng)過程中能最變化如下圖所示。下列相關(guān)說法正確的是
A.曲線b表示使用催化劑后的能量變化
B.正反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能
C.由圖可知該反應(yīng)的焓變△H=+91 kJmol-1
D.反應(yīng)中將氣體A換為固體反應(yīng),其他條件不變,反應(yīng)放出熱量大于91kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二茂鐵可用作燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑等。實(shí)驗(yàn)室制備二茂鐵裝置示意圖如下:
實(shí)驗(yàn)原理為:
實(shí)驗(yàn)步驟為:
①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH,并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中,充分?jǐn)嚢,同時(shí)通氮?dú)饧s10min。
②再從儀器a滴入5.5mL新蒸餾的環(huán)戊二烯(密度0.95g/cm3),攪拌。
③將6.5g無水FeCl2與(CH3)2SO(二甲亞砜)配成的溶液25ml裝入儀器a中,慢慢滴入儀器c中,45min滴完,繼續(xù)攪拌45min。
④再從儀器a加入25mL無水乙醚攪拌。
⑤將c中的液體轉(zhuǎn)入儀器d,依次用鹽酸、水各洗滌兩次,分液得橙黃色溶液。
⑥蒸發(fā)橙黃色溶液,得二茂鐵粗產(chǎn)品。
⑦……
回答下列問題:
(1)步驟①中通入氮?dú)獾哪康氖牵?/span> 。
(2)儀器c的名稱為: ,其適宜容積應(yīng)為: 。
a.100ml b.250ml c.500ml
(3)儀器d使用前應(yīng)進(jìn)行的操作是: ,請簡述該過程: 。
(4)步驟⑦是二茂鐵粗產(chǎn)品的提純,該過程在下圖中進(jìn)行,其操作名稱為: 。
(5)為了確證得到的是二茂鐵,還需要進(jìn)行的一項(xiàng)簡單實(shí)驗(yàn)是 。
(6)最終得到純凈的二茂鐵3.7g,則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為 (保留兩位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲酸鈣廣泛用于食品、工、石油等工業(yè)生產(chǎn)上,300~400℃左右分解.
Ⅰ、實(shí)驗(yàn)室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2↑.
實(shí)驗(yàn)室制取時(shí),將工業(yè)用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-70%的過氧化氫溶液中(投料物質(zhì)的量之比依次為1:2:1.2),最終可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上且重金屬含量極低的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品.
(1)過氧化氫比理論用量稍多,其目的是____________。
(2)反應(yīng)溫度最好控制在30-70℃之間,溫度不易過高,其主要原因是____________。
(3)制備時(shí)在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應(yīng)外,還要加入少量的Na2S溶液,加硫化鈉的目的是____________。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)需強(qiáng)力攪拌45min,其目的是____________;結(jié)束后需調(diào)節(jié)溶液的pH7~8,其目的是____________,最后經(jīng)結(jié)晶分離、干燥得產(chǎn)品.
Ⅱ、某研究性學(xué)習(xí)小組用工業(yè)碳酸鈣(主要成分為CaCO3;雜質(zhì)為:Al2O3、FeCO3)為原料,先制備無機(jī)鈣鹽,再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣.結(jié)合右圖幾種物質(zhì)的溶解度曲線及表中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL-1計(jì)算)。
金屬離子 | 開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
請補(bǔ)充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣的實(shí)驗(yàn)方案:稱取13.6g甲酸鈉溶于約20mL水,配成溶液待用,并稱取研細(xì)的碳酸鈣樣品10g待用;____________。
提供的試劑有:a.甲酸鈉,B.5molL-1硝酸,C.5molL-1鹽酸,D.5molL-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中應(yīng)用非常廣泛.
(1)納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下表為制取Cu2O的三種方法:
①工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法I,其原因是____________。
②已知:
2Cu(s)+1/2O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJmol-1,
C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJmol-1,
Cu(s)+1/2O2(g)═2CuO(s)△H=-157kJmol-1
則方法I發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s)+C(s)=Cu20(s)+CO(g); △H=____________kJ/mol。
(2)氫化亞銅是一種紅色固體,可由下列反應(yīng)制備:4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4.
該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移3mol電子,生成CuH的物質(zhì)的量為____________。
(3)氯化銅溶液中銅各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與c(Cl-)的關(guān)系如圖所示。
①當(dāng)c(Cl-)=9molL-1時(shí),溶液中主要的3種含銅物種濃度大小關(guān)系為____________。
②在c(Cl-)=1molL-1的氯化銅溶液中,滴入AgNO3溶液,含銅物種間轉(zhuǎn)化的離子方程式為____________(任寫一個(gè)).
(4)已知:Cu(OH)2是二元弱堿;亞磷酸(H3PO3)是二元弱酸,與NaOH溶液反應(yīng),生成Na2HPO3.
①在銅鹽溶液中Cu2+發(fā)生水解反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________,(已知:25℃時(shí),Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20mol3L-3)
②電解Na2HPO3溶液可得到亞磷酸,裝置如圖(說明:陽膜只允許陽離子通過,陰膜只允許陰離子通過),則產(chǎn)品室中反應(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】(1).HNO3與金屬反應(yīng)情況多種多樣.為探究HNO3性質(zhì),某興趣小組作如下探究:用濃硝酸和水按照不同體積比配成不同濃度的硝酸溶液,各取10mL硝酸溶液分別與銅片反應(yīng),實(shí)驗(yàn)記錄如下:
序號 | 濃硝酸與水的體積比 | 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 |
Ⅰ | 1 ﹕1 | 反應(yīng)速率快,溶液很快變成藍(lán)色,銅絲表面有大量氣泡冒出,氣體呈紅棕色 |
Ⅱ | 1 ﹕3 | 反應(yīng)速率較快,溶液變成藍(lán)色,銅絲表面有大量氣泡冒出,氣體無色 |
Ⅲ | 1 ﹕5 | 反應(yīng)速率慢,微熱后速率加快,溶液變成藍(lán)色,銅絲表面有氣泡冒出,氣體無色 |
制備NO氣體最適宜的是: ,理由是: .
(2).興趣小組以木炭和濃硝酸為起始原料,探究一氧化氮與過氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉。設(shè)計(jì)裝置如下(忽略裝置中空氣的影響),請回答下列問題:
①組裝好儀器后,必須進(jìn)行的一項(xiàng)操作是:_________________。
②推測B中可以觀察到的主要現(xiàn)象是:______;C裝置的作用是: 。
③裝置D中除生成NaNO2外,還有另一種固態(tài)物質(zhì)Y,Y的化學(xué)式是:_____。可以通過適當(dāng)改進(jìn),不產(chǎn)生Y物質(zhì),請你提出改進(jìn)方法: _。
④E裝置的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵?/span> 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】歸納法是高中化學(xué)學(xué)習(xí)常用的方法之一,某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了《化學(xué)反應(yīng)原理》后作出了如下的歸納總結(jié):(均在常溫下)
① pH =1的強(qiáng)酸溶液,加水稀釋后,溶液中所有離子的濃度均降低
② pH=2的鹽酸和pH=1的醋酸,c(H+)之比為2∶1
③在等物質(zhì)的量濃度、等體積的氯化銨和氨水的混合溶液中存在下列關(guān)系c(NH4+)+2c(H+) =2c(OH-)+ c(NH3·H2O)
④反應(yīng)2A (s) + B (g)=2C (g) + D (g) 不能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)△H一定大于0
⑤已知醋酸電離平衡常數(shù)為Ka;醋酸根水解常數(shù)為Kh;水的離子積為Kw 則三者關(guān)系為:Ka·Kh=Kw
⑥ 反應(yīng)A(g)2B(g);若正反應(yīng)的活化能為Ea kJ·mol-1,逆反應(yīng)的活化能為Eb kJ·mol-1,則該反應(yīng)的△H =(Ea -Eb)kJ·mol-1。其歸納正確的是 ( )
A.①③⑤⑥ B.③④⑤⑥ C.②④⑤⑥ D.①③④⑤
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】分析下圖有機(jī)分子的球棍模型,回答下列問題:
(1)互為同分異構(gòu)體的是__________,E和H互為 ,E的分子空間構(gòu)型是 。 (2)F與氯氣發(fā)生一元取代反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)有機(jī)物種類繁多的原因有 、 (答兩種原因)。
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