【題目】煤的主要組成元素是碳、氫、氧、硫、氮,燃煤產(chǎn)生CxHy、SO2等大氣污染物,煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑之一;卮鹣铝袉栴}:

(1)利用煤的氣化獲得的水煤氣( 主要成分為CO、CO2H2 )在催化劑作用下可以合成綠色燃料甲醇。

已知: H2O(1) = H2O(g) ΔH1= +44 .0kJ/mol

CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH2=-3.0kJ/mol

CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-58.7 kJ/mol

寫出由COH2制備CH3OH 氣體的熱化學方程式____________

(2)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3簡稱DMC) ;

2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0

①該化學反應的平衡常數(shù)表達式為K=__________

②在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生上述反應,能說明反應達到平衡狀態(tài)的是________(填編號)。

A.V(CH3OH)= 2V(H2O)

B.容器內(nèi)氣體的密度不變

C.容器內(nèi)壓強不變

D.CH3OHCO2的物質(zhì)的量之比保持不變

③一定條件下分別向甲,乙、丙三個恒容密閉容器中加入一定量的初始物質(zhì)發(fā)生該反應,各容器中溫度、反應物的起始量如下表,反應過程中DMC的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖所示:

容器

容積(L)

0.5

0.5

V

溫度(℃)

T1

T2

T3

起始量

1molCO2(g)

2molCH3OH(g)

1molDMC(g)

1molH2O(g)

2molCO2(g)

2molCH3OH(g)

甲容器中,在5-15min時的平均反應速率v(CO2)=___________.乙容器中,若平衡時n(CO2)=0.2mol.T1_____T2 (“>”“<”“=”)。兩容器的反應達平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率: ________(“>”“<."”=”)。

(3)利用甲醇可制成微生物燃料電池(利用微生物將化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置)。某微生物燃料電池裝置如圖所示: A極是_____(”),其電極反應式是_______。該電池不能在高溫下工作的理由是________。

【答案】 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-99.7kJ·mol-1 AC 0.05mol·L-l·min-1 > > 負極 CH3OH-6e- +H2O=6H++CO2 高溫能使微生物蛋白質(zhì)凝固變性

【解析】試題分析(1)根據(jù)蓋斯定律計算由COH2制備CH3OH 氣體焓變;(2)①根據(jù)化學平衡常數(shù)定義寫表達式;②根據(jù)平衡標志分析;③根據(jù)圖示,甲容器中,在5-15minCH3OCOOCH3的濃度變化是0.5mol/L,則CO2的濃度變化為0.5mol/L;甲容器中,達到平衡時,CH3OCOOCH3的濃度是1.5mol/L,物質(zhì)的量是1.5mol/L×0.5L=0.75mol,消耗CO20.75mol,剩余CO2 0.25mol;丙中2molCH3OH(g)生成CH3OCOOCH3的物質(zhì)的量小于1mol,CH3OCOOCH3的平衡濃度是3mol/L,所以丙容器的體積小于 ;(3)燃料電池裝置中氫離子移向B電極,所以B是正極、A是負極;負極甲醇失電子;高溫能使微生物蛋白質(zhì)變性。

解析:(1)①H2O(1) = H2O(g) ΔH1= +44 .0kJ/mol

②CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(l) ΔH2=-3.0kJ/mol

③CO2(g)+3H2(g) = CH,OH(g)+H2O(g) ΔH3=-58.7 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律③-②-①得 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-99.7kJ·mol-1;(2)① 2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)表達式是;②V(CH3OH)= 2V(H2O),正逆反應速率相等所以達到平衡狀態(tài),故A正確;根據(jù)氣體密度是恒量,所以容器內(nèi)氣體的密度不變不一定平衡,故B錯誤;反應前后氣體系數(shù)和改變壓強是變量,所以容器內(nèi)壓強不變,一定達到平衡狀態(tài)故C正確;若甲醇、二氧化碳的初始投料比為2:1,則CH3OHCO2的物質(zhì)的量之比始終是2:1,所以CH3OHCO2的物質(zhì)的量之比保持不變不一定平衡,故D錯誤。③根據(jù)圖示,甲容器中,在5-15minCH3OCOOCH3的濃度變化是0.5mol/L,則CO2的濃度變化為0.5mol/L,所以v(CO2)= 0.5mol/L÷10min=0.05mol·L-l·min-1;根據(jù)一邊倒原則,甲乙投料相同;甲容器中,達到平衡時,剩余CO2 0.25mol,乙容器剩余CO2 0.2mol,甲乙相比,相當于乙平衡正向移動,正反應放熱,所以溫度T1>T2;丙中2molCH3OH(g)生成CH3OCOOCH3的物質(zhì)的量小于1mol,CH3OCOOCH3的平衡濃度是3mol/L,所以丙容器的體積小于 ;丙中CO2的轉(zhuǎn)化率小于0.5,甲中CO2的轉(zhuǎn)化率等于0.75 ,CO2的轉(zhuǎn)化率甲>丙;(3)燃料電池裝置中氫離子移向B電極,所以B是正極、A是負極;負極甲醇失電子,電極反應式是CH3OH-6e- +H2O=6H++CO2;高溫能使微生物蛋白質(zhì)變性所以該電池不能在高溫下工作。

練習冊系列答案
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【題目】已知二氧化碳和氫氣在一定條件下可以合成甲醇,其制備反應為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下列說法正確的是

A. 調(diào)控反應條件不能改變反應限度

B. 化學反應的限度決定了反應物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率

C. 當CO2的消耗速率等于其生成速率時,該反應已停止

D. 投入1molCO2能得到1mol的CH3OH

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【題目】“銀-菲洛嗪法”是檢測居室內(nèi)甲醛(化學式CH2O)含量的常用方法之一;瘜W學習小組利用其原理設(shè)計如下裝置測定新裝修居室內(nèi)空氣中甲醛的含量。(夾持裝置略去)

已知:甲醛能被銀氨溶液、酸性KMnO4氧化生成CO2;10-5mol·L-1的紫色KMnO4溶液遇甲醛氣體即褪色;毛細管內(nèi)徑不超過1mm。

請回答下列問題:

(1)銀氨溶液的制備。打開K3,打開分液漏斗活塞,將飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中。飽和食鹽水的作用是_________________________,當觀察到三頸燒瓶中__________時,關(guān)閉K3和分液漏斗活塞。

(2)室內(nèi)空氣中甲醛含量的測定

①用熱水浴加熱三頸燒瓶,打開K1,將滑動隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1L室內(nèi)空氣,關(guān)閉K1。打開K2,緩慢推動滑動隔板,將氣體全部推出,關(guān)閉K2。裝置中毛細管的作用是______________

再重復上述操作四次。

②向充分反應后的溶液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH=1,再加入足量Fe2(SO4)3溶液,寫出加入Fe2(SO4)3溶液后發(fā)生反應的離子方程式______________________________。立即加入菲洛嗪,F(xiàn)e2+與菲洛嗪形成有色物質(zhì),在562nm處測定吸光度,測得生成Fe2+ 1.12mg。空氣中甲醛的含量為___________mg·L-1。

(3)關(guān)閉K3,將三頸燒瓶中的溶液換為40.00mL 10-4mol· L-1的KMnO4溶液,量取KMnO4溶液使用的儀器是_____________。再加入2mL 6mol·L-1的硫酸酸化后重新測定空氣中甲醛的含量。當三頸瓶中溶液恰好褪色時,向容器A中共抽氣________次。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】第三周期R元素的原子,其次外層的電子數(shù)為最外層電子數(shù)的2倍,則R

A. Li B. S C. Si D. P

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【題目】有機物與人們的衣、食、住、行及健康等有非常密切的關(guān)系,認知和研究有機物具有十分重要的作用.
(1)有機物A是構(gòu)成營養(yǎng)素的基礎(chǔ)物質(zhì)(含C、O、H、N等元素),A的球棍模型如圖所示,圖中“棍”代表單鍵或雙鍵或三鍵,不同顏色的球代表不同元素的原子.回答下列問題: A的分子式是 , 含氧官能團的名稱是;
(2)將含有C、H、O的有機物3.24g裝入元素分析裝置,通入足量的O2使之完全燃燒,將生成的氣體依次通過CaCl2管(A)和堿石灰(B),測得A管質(zhì)量增加了2.16g,B管增加了9.24g,已知該有機物的相對分子質(zhì)量為108. 該有機物的分子式為 , 該有機物1分子中有1個苯環(huán),試寫出它的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式中的任意一種

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【題目】一定條件下,在容積固定的某密閉容器中發(fā)生反應N2+3H22NH3。在10s內(nèi)N2的濃度由5 mol·L-1降至4 mol·L-1,下列說法正確的是(  )

A. NH3表示的化學反應速率為0.1 mol·L-1·s-1

B. 使用合適的催化劑,可以加快該反應的速率

C. 增加H2的濃度或降低溫度都會加快該反應速率

D. 反應足夠長時間,N2、H2中至少有一種物質(zhì)濃度降為零

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【題目】下列物質(zhì)中,只含有非極性共價鍵的是(
A.NaOH
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【題目】Na2O2投入FeCl3溶液中, 可觀察到的現(xiàn)象是(

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【題目】碳酸亞鐵(白色固體,難溶于水)是一種重要的工業(yè)原料,可用于制備補血劑乳酸亞鐵,也可用作可充電電池的電極。某研究小組通過下列實驗,尋找利用復分解反應制備FeCO3的最佳方案:

實驗

試劑

現(xiàn)象

滴管

試管

0.8 mol/L FeSO4溶液

(pH=4.5)

1 mol/L Na2CO3溶液

(pH=11.9)

實驗:立即產(chǎn)生灰綠色沉淀,5min后出現(xiàn)明顯的紅褐色

0.8 mol/L FeSO4溶液

(pH=4.5)

1 mol/L NaHCO3溶液

(pH=8.6)

實驗:產(chǎn)生白色沉淀及少量無色氣泡,2min后出現(xiàn)明顯的灰綠色

0.8 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2

溶液(pH=4.0)

1 mol/L NaHCO3溶液

(pH=8.6)

實驗:產(chǎn)生白色沉淀及無色氣泡,較長時間保持白色

(1)實驗I中紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因可用如下反應表示,請補全反應:_____________

Fe2++ + + H2O Fe(OH)3 + HCO3

(2)實驗II中產(chǎn)生FeCO3的離子方程式為__________________。

(3)為了探究實驗IIINH4+所起的作用,甲同學設(shè)計了實驗IV進行探究:

操作

現(xiàn)象

實驗IV

0.8 mol/L FeSO4溶液中加入________,再加入一定量Na2SO4固體配制成混合溶液(已知Na+對實驗無影響,忽略混合后溶液體積變化)。再取該溶液一滴管,與2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合

與實驗III現(xiàn)象相同

實驗IV中加入Na2SO4固體的目的是_________

對比實驗II、III、IV,甲同學得出結(jié)論:NH4+水解產(chǎn)生H+,降低溶液pH,減少了副產(chǎn)物Fe(OH)2的產(chǎn)生。

乙同學認為該實驗方案不夠嚴謹,應補充的對比實驗操作是:_________,再取該溶液一滴管,與2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合。

(4)小組同學進一步討論認為,定性實驗現(xiàn)象并不能直接證明實驗IIIFeCO3的純度最高,需要利用如圖所示的裝置進行定量測定。分別將實驗I、II、III中的沉淀進行過濾、洗滌、干燥后稱量,然后轉(zhuǎn)移至A處的廣口瓶中。

補全A中裝置并標明所用試劑。____________

為測定FeCO3的純度,除樣品總質(zhì)量外,還需測定的物理量是____________。

(5)實驗反思:經(jīng)測定,實驗III中的FeCO3純度高于實驗I和實驗II。通過以上實驗分析,制備FeCO3實驗成功的關(guān)鍵因素是____________

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