【題目】對甲烷和CO2的高效利用不僅能緩解大氣變暖,而且對日益枯竭的石油資源也有一定的補充作用,甲烷臨氧耦合CO2重整反應(yīng)有:
反應(yīng)(i):2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) △H=-71.4kJmol-1
反應(yīng)(ii):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247.0 kJmol-1
(1)寫出表示CO燃燒熱的熱化學方程式:_______________________________。
(2)在兩個體積均為2L的恒容密閉容器中,起始時按表中相應(yīng)的量加入物質(zhì),在相同溫度下進行反應(yīng)(ii):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) (不發(fā)生其它反應(yīng)),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示:
容器 | 起始物質(zhì)的量(n) / mol | CO2的 平衡轉(zhuǎn)化率 | |||
CH4 | CO2 | CO | H2 | ||
Ⅰ | 0.1 | 0.1 | 0 | 0 | 50% |
Ⅱ | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | / |
①下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)是_________。
A.v正(CH4) =2v逆(CO)
B.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度滿足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)
C.容器內(nèi)混合氣體的總壓強不再變化
D.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變
②若容器Ⅰ內(nèi)反應(yīng)從開始到平衡所用的時間為t min,則t min內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為:v(H2) = ________(用含t的表達式表示)。
③達到平衡時,容器Ⅰ、Ⅱ內(nèi)CO的物質(zhì)的量的關(guān)系滿足:2n(CO)Ⅰ_______n(CO)Ⅱ(填“>”、“=”或“<”)
(3)將CH4(g)和O2(g)以物質(zhì)的量比為4:3充入盛有催化劑的恒容密閉容器內(nèi),發(fā)生上述反應(yīng)(i):2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g),相同時間段內(nèi)測得CO的體積分數(shù)[ψ(CO)]與溫度(T)的關(guān)系如圖如示。
① T2℃時,CO體積分數(shù)最大的原因是_____________。
②若T2℃時,容器內(nèi)起始壓強為P0,平衡時CO的體積分數(shù)為20%,則反應(yīng)的平衡常數(shù)KP =_______(用平衡分壓強代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
(4)2016年我國科研人員根據(jù)反應(yīng)Na+CO2→ Na2CO3+C(未配平) 研制出一種室溫“可呼吸”Na-CO2電池。放電時該電池“吸入”CO2,充電時“呼出”CO2。其放電時的工作原理如圖所示,已知吸收的全部CO2中,有轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面,寫出放電時正極的電極反應(yīng)式:_________________。
【答案】CO(g)+O2(g) = CO2(g) △H=-282.7kJmol-1 C mol·L-1·min-1 > 低于T2℃時,反應(yīng)未達平衡,相同時間內(nèi)溫度越高,反應(yīng)速率越快,CO的體積分數(shù)就越高,高于T2℃時,反應(yīng)達到平衡,因正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,故溫度越高,CO的體積分數(shù)就越小 4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C (3CO2+4e-=2CO32-+C)
【解析】
(1) 2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) △H=-71.4kJmol-1 ①
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247.0 kJmol-1 ②
將[①-2×②]/2得:CO(g)+O2(g) = CO2(g) △H=-282.7kJmol-1
答案為:CO(g)+O2(g) = CO2(g) △H=-282.7kJmol-1
(2) ① A.2v正(CH4) =v逆(CO),才是平衡狀態(tài),v正(CH4) =2v逆(CO),不是平衡狀態(tài);
B.利用三段式進行計算
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
起始量 0.1 0.1 0 0
變化量 0.05 0.05 0.1 0.1
平衡量 0.05 0.05 0.1 0.1
K==0.01,
通過計算可知,此反應(yīng)的平衡常數(shù)為1/400,所以容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度滿足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)不是平衡狀態(tài);
C.因為反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不等,所以當容器內(nèi)混合氣體的總壓強不再變化時,反應(yīng)達平衡狀態(tài);
D.因為容器的體積不變,氣體的總質(zhì)量不變,所以容器內(nèi)混合氣體密度始終保持不變,從而得出結(jié)論:密度不變不一定是平衡狀態(tài)。
故答案為C。
② 由上面計算可知,達平衡狀態(tài)時,c(H2)=0.1mol/2L=0.05mol/L
v(H2) = 答案為mol·L-1·min-1;
③ 達到平衡時,容器Ⅱ相當于容器Ⅰ縮小體積為原來的二分之一,此時平衡逆向移動,CO的物質(zhì)的量減小,也就是說比原來的二倍要小,即2n(CO)Ⅰ>n(CO)Ⅱ。答案為 >;
(3) ①從圖中可以看出,起初,隨著溫度的不斷升高,CO體積分數(shù)不斷增大,說明反應(yīng)不斷地向右進行;當溫度到達T2℃時,再升高溫度,CO體積分數(shù)不斷減小,此時平衡逆向移動。也就是說,T2℃前,反應(yīng)未達平衡,曲線上的每一點,都不是平衡點;T2℃后,反應(yīng)達平衡,曲線上的每一點,都是該溫度下的平衡點。由此也能得出,此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
答案為:低于T2℃時,反應(yīng)未達平衡,相同時間內(nèi)溫度越高,反應(yīng)速率越快,CO的體積分數(shù)就越高,高于T2℃時,反應(yīng)達到平衡,因正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,故溫度越高,CO的體積分數(shù)就越小;
② 我們?nèi)杂萌问角蠼?/span>
2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)
起始量 4 3 0 0
變化量 2x x 2x 4x
平衡量 4-2x 3-x 2x 4x
x=1
答案為;
(4) 依題意知,3CO2+4e- →2Na2CO3,依據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒,產(chǎn)物中應(yīng)有C、反應(yīng)物中應(yīng)含有Na+,從而得出放電時正極的電極反應(yīng)式:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C,
答案為4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C。
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【題目】恒溫下,物質(zhì)的量之比為2∶1的SO2和O2的混合氣體在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),n(SO2)隨時間變化關(guān)系如下表:
時間/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(SO2)/mol | 0.20 | 0.16 | 0.13 | 0.11 | 0.08 | 0.08 |
下列說法正確的是( )
A. 當容器中氣體的密度不變時,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
B. 該反應(yīng)進行到第3分鐘時,逆反應(yīng)速率小于正反應(yīng)速率
C. 從反應(yīng)開始到達到平衡,用SO3表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol/(L·min)
D. 容器內(nèi)達到平衡狀態(tài)時的壓強與起始時的壓強之比為5∶4
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C為短周期元素,在周期表中所處的位置如圖所示。A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的電子數(shù)。B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。
(1)寫出A、B、C三元素名稱:________、________、________。
(2)C在元素周期表中的位置是________
(3)B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____,C的氫化物與B的氫化物的穩(wěn)定性強弱順序為___>___(填化學式)。
(4)比較A、C的原子半徑:A________(填“>”或“<”)C,寫出A的氣態(tài)氫化物與A的最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的化學方程式:__________。
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【題目】在1.0 L恒容密閉容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),實驗測得不同溫度及壓強下,平衡時甲醇的物質(zhì)的量變化如圖所示。下列說法正確的是
A. 該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B. 壓強大小關(guān)系:p1<p2<p3
C. M點對應(yīng)的平衡常數(shù)K的值約為 1.04×10-2
D. 在p2及512 K時,圖中N點v(正)<v(逆)
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【題目】1,6-己二酸是合成高分子化合物尼龍的重要原料之一,可用六個碳原子的化合物氧化制備。如圖是合成尼龍的反應(yīng)流程:
完成下列填空:
(1)寫出反應(yīng)類型:反應(yīng)①_____反應(yīng)②_______。
(2)A和B的結(jié)構(gòu)簡式為_______、_______。
(3)由合成尼龍的化學方程式為___。
(4)由A通過兩步制備1,3-環(huán)己二烯的合成線路為:_______。
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【題目】某;瘜W興趣小組的同學用滴定法對一含有少量Na2SO4的NaOH樣品中NaOH的含量進行測定;卮鹣铝袉栴}:
(1)用分析天平準確稱取該樣品5.0 g,全部溶于水配制成1 000.0 mL的溶液。用____(填儀器名稱)量取20.00 mL放在錐形瓶中,滴加幾滴酚酞,待測。該中和滴定中滴定終點的現(xiàn)象是___。
(2)用0.10 mol·L-1稀鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液,實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
實驗編號 | 待測NaOH溶液的體積/mL | 稀鹽酸的體積/mL |
1 | 20.00 | 24.01 |
2 | 20.00 | 23.99 |
3 | 20.00 | 22.10 |
計算樣品中NaOH的質(zhì)量分數(shù)為______。
(3)若滴定前,滴定管尖端有氣泡,滴定終了氣泡消失,將使所測結(jié)果____ (填“偏高”、“偏低”或“不變”,下同);若滴定過程中不慎將錐形瓶中溶液灑出,會使所測結(jié)果_____;若讀酸式滴定管讀數(shù)時,滴定前仰視讀數(shù),滴定后正確讀數(shù),則所測結(jié)果____。
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【題目】PBAT(聚已二酸對苯二甲酸丁酯)可被微生物幾乎完全降解,成為包裝、醫(yī)療和農(nóng)用薄膜等領(lǐng)域的新興材料,它可由聚合物PBA和PBT共聚制得,一種合成路線如下:
已知:
回答下列問題:
(1)G的官能團的名稱為________。
(2)①的反應(yīng)類型為___________;反應(yīng)②所需的試劑和條件是___________。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為___________;H的化學名稱為___________。
(4)⑤的化學方程式為_______________________________________________。
(5)M與G互為同系物,M的相對分子質(zhì)量比G大14;N是M的同分異構(gòu)體,寫出同時滿足以下條件的N的結(jié)構(gòu)簡式:___________________(寫兩種,不考慮立體異構(gòu))。
Ⅰ、既能與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng);
Ⅱ、與NaOH溶液反應(yīng)時,1mol N能消耗4molNaOH;
Ⅲ、核磁共振氫譜有五組峰,峰面積比為1:2:2:2:1。
(6)設(shè)計由丙烯為起始原料制備的單體的合成路線(其它試劑可任選)________________________________________________________________。
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【題目】資料顯示:淺綠色的FeSO4·7H2O加熱失水為FeSO4·H2O時呈白色,成FeSO4時為無色固體。FeSO4經(jīng)加熱可分解為FeO和SO3,經(jīng)強熱可分解為Fe2O3、SO3和SO2。SO3的熔點為16.8℃,沸點為44.8℃;瘜W興趣小組對上述資料進行實驗探究。
第一步:用綠礬制無水硫酸亞鐵。
(1)把藥品裝在儀器(寫名稱)____中進行加熱,已將結(jié)晶水除凈的依據(jù)是(選填序號)___。
A.觀察無水蒸汽產(chǎn)生 B.經(jīng)恒重操作最后兩次稱量所得到的質(zhì)量完全相同
C.晶體完全變?yōu)闊o色 D.經(jīng)恒重操作最后兩次質(zhì)量差不超過天平感量誤差
第二步:取一定量無水硫酸亞鐵置于如圖(部分夾持儀器略去)所示A的試管中進行加熱。
(2)實驗過程中C、D、E中除有少許氣泡外無其它明顯現(xiàn)象。若將B試管中產(chǎn)生的少量固體溶于水,檢驗該溶液中的陰離子的方法是:___。實驗過程中還有一處明顯的現(xiàn)象是:________________。
第三步:將第二步實驗的裝置中A、B部分改為如圖所示的、,C,D,E不變(C,E中都裝有足量溶液)。
同樣取一定量無水硫酸亞鐵置于的石英玻璃管中進行加熱,反應(yīng)完畢后,從石英玻璃儀器中滯留氣體排盡。觀察到C中產(chǎn)生白色沉淀,D試管中溶液褪色。
(3)實驗中的玻璃管中的現(xiàn)象是:______,說出裝置的一個作用是:________。
最后將C中液體完全取出進行過濾、洗滌、干燥。稱得所得固體質(zhì)量為23.300g,所得溶液加水稀釋定容為1L,取出20.00mL置于錐形瓶中,用已知濃度的標準NaOH溶液測定該1L溶液中一種溶質(zhì)的濃度。
(4)上述實驗過程中用到的定量儀器有_______,用到的指示劑是_______。
(5)將所得溶液加水定容時,加水所用的儀器名稱為_____,若去稱量玻璃管中殘留固體的質(zhì)量應(yīng)接近于____g。
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【題目】過二硫酸銨是一種常用的氧化劑和漂白劑。某小組以輝銅礦(主要成分是)為原料用火法煉銅,并利用尾氣制備過二硫酸銨。模擬工藝流程如下:
(1)礦石“粉碎過篩”的目的是_________。
(2)已知常溫下的,,的。若濃氨水吸收恰好生成溶液,則該溶液的pH__________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)和按一定比例混合,在高溫下反應(yīng)的化學方程式為_______該反應(yīng)中的氧化劑是_______(填化學式)。
(4)過二硫酸銨常用于檢驗廢水中是否超標,若超標則溶液變?yōu)槌壬ㄟ原產(chǎn)物為),寫出該反應(yīng)的離子方程式:__________________。
(5)工業(yè)上,常采用鈦基鍍鉑電極為陽極,鉛銻合金為陰極,用質(zhì)子交換膜將電解池分成兩個室,將硫酸銨和硫酸分別加入到兩個電極室進行電解制備過二硫酸銨,硫酸放入陰極室。寫出陽極的電極反應(yīng)式:___。
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