【題目】碳及其化合物廣泛存在于自然界中,試回答下列問題:

(1)某處碳循環(huán)如圖所示,CaCO3轉(zhuǎn)化為HCO3-的離子方程式為_____________。

(2)常溫常壓下,空氣中的CO2溶于水,達(dá)到平衡時,無機(jī)碳在濃液中以4種形式存在,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:

①CO2(g)+H2OH2CO3 K=10-2.8

H2CO3H++HCO3- K1=10-3.5,

③HCO3-H++CO32- K2=10-10.3,

若溶液中。c(CO2)=1.0×10-5mol/L,且忽略水的電離及H2CO3的第二級電離,則溶液pH=_____。

(3)某化學(xué)小組為了測量湖水中無機(jī)碳的含量,量取 100mL湖水,酸化后用N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收,將吸收液用0.10mol/L鹽酸滴定,生成的V(CO2)隨V (鹽酸)變化關(guān)系如圖2所示,則吸收液中離子濃度由大到小的順序為______________(不用寫出H+),湖水中無機(jī)碳的濃度為_______mol/L。

(4)—定條件下,CO2H2O可以轉(zhuǎn)化為COH2,通過反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)制備甲醇,若起始時在密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入COH2,測得平衡時CO轉(zhuǎn)化率a (CO)隨T、P的變化關(guān)系如圖3所示。

①P1__P2(填“大于”、“小于”或“等于”);

②該反應(yīng)在195℃、P2條件下達(dá)到平衡后,c(H2)=0.5 mol/L ,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______。

③已知CH3OHCO的燃燒熱分別725.8kJ/mol、283.0 kJ/mol,1mol液態(tài)水變成氣態(tài)水吸熱44.0kJ,寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:_________________

(5)用CH3OHO2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖4,則c電極的反應(yīng)方程式為:_______________

【答案】 CO2+CaCO3+H2O=Ca2++2HCO3- 5.65 c(Na+)>c(OH-)>c(CO32-)>c(HCO3-) 0.01 小于 4 CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(g) ΔH=-354.8kJ∕mol CH3OH-6e- +H2O = CO2 +6H+

【解析】 (1)根據(jù)圖示,碳酸鈣與二氧化碳反應(yīng)生成HCO3-的離子方程式為CO2+CaCO3+H2O=Ca2++2HCO3-,故答案為:CO2+CaCO3+H2O=Ca2++2HCO3-;

(2)設(shè)溶液pHx,根據(jù)CO2(g)+H2OH2CO3 K=10-2.8,H2CO3H++HCO3- K1=10-3.5,c(CO2)=1.0×10-5mol/L,則K=10-2.8=,K1=10-3.5= ,因此K×K1== =10-6.3,解得x=5.65,故答案為:5.65;

(3)根據(jù)圖像,先后發(fā)生的反應(yīng)為:OH-+ H+= H2O;CO32-+ H+= HCO3-HCO3-+ H+= CO2 ↑+ H2O,反應(yīng)中消耗鹽酸10mL,說明含有HCO30.001mol,說明反應(yīng)中消耗鹽酸10mL,反應(yīng)中消耗鹽酸10mL,說明含有OH-0.001mol,因此吸收液中含有0.001molNaOH0.001molNa2CO3,吸收液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(OH-)>c(CO32-)>c(HCO3-),湖水中無機(jī)碳的濃度為 = 0.01mol/L,故答案為:c(Na+)>c(OH-)>c(CO32-)>c(HCO3-) ;0.01;

(4)根據(jù)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),相同溫度條件下,壓強(qiáng)越大,CO的轉(zhuǎn)化率越大,根據(jù)圖像,P1P2,故答案為:小于;

起始時在密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入COH2,平衡后,c(H2)=0.5 mol/L ,則c(CO)=0.25 mol/L c(CH3OH)=0.25 mol/L ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= =4,故答案為:4;

CO(g)CH3OH(l)的燃燒熱H分別為-283.0kJmol-1-725.8kJmol-1,1mol液態(tài)水變成氣態(tài)水吸熱44.0kJ,則CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=-283.0kJmol-1 ,CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)H=-725.8kJmol-1 ,H2O(l)= H2O(g) ΔH=+44.0kJ∕mol,由蓋斯定律可知用-+得反應(yīng)3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(g),該反應(yīng)的反應(yīng)熱H=-726.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)+(+44.0kJ∕mol)= -354.8kJmol-1,故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(g)H=-354.8kJmol-1

(5)根據(jù)電子移動的方向,c為負(fù)極,甲醇具有還原性,在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,故答案為:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機(jī)物A分子式為CxHyOz,15g A完全燃燒生成22g CO29gH2O。

(1)該有機(jī)物的最簡式是___________________

(2)若A是一種無色具存強(qiáng)烈剌激性氣味的氣體,具有還原性,則其結(jié)構(gòu)簡式是_________

(3)A中只有一種官能團(tuán),若ANa2CO3混合有氣體放出,和醇能發(fā)生酯化反應(yīng),則A的結(jié)構(gòu)簡式為___________________。

(4)A中只有一種宮能團(tuán),若A是易揮發(fā)有水果香味的液體,能發(fā)生水解反應(yīng),則其結(jié)構(gòu)簡式為___________________。

(5)若A其分子結(jié)構(gòu)中含有6個碳原子,具有多元醇和醛的性質(zhì),則其結(jié)構(gòu)簡式為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式方程式中正確的是

ANaHCO3溶液中HCO3-水解:HCO3-+ H2O H2CO3+OH-

BAlCl3溶液中Al3+水解:Al3++3H2O = Al(OH)3+3H+

CNaHS溶液中HS-水解HS-+H2O H3O++S2-

D碳酸溶液中H2CO3的電離:H2CO3 2H++ CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)

已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如右表所示:

溫度/

1 000

1 150

1 300

平衡常數(shù)

4.0

3.7

3.5

請回答下列問題:

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=____,ΔH____(“>”“<”“=”)0

(2)在一個容積為10 L的密閉容器中,1 000 ℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO21.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過10 min后達(dá)到平衡.求該時間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=____、CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____

(3)欲提高(2)CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是____

A.減少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2

D.提高反應(yīng)溫度 E.減小容器的容積 F.加入合適的催化劑

(4)1000℃時,某時刻CO2CO的物質(zhì)的量濃度分別為0.2mol·L-10.1mol·L-1,則此時反應(yīng)是否達(dá)到平衡_____(填”),V(正)_____V(逆)(“>”“<”“=”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】圣路易斯大學(xué)研制的新型乙醇燃料電池,用能傳遞質(zhì)子(H+)的介質(zhì)作溶劑,反應(yīng)為C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O,如圖是該電池的示意圖,下列說法正確的是

A. a極為電池的正極

B. 電池正極的電極反應(yīng)為:4H++O2+4e═2H2O

C. 電池工作時電流由a極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到b

D. 電池工作時,1mol乙醇被氧化時就有6 mol電子轉(zhuǎn)移

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高鐵酸鉀是綠色、環(huán)保型水處理劑,也是高能電池的電極材料。工業(yè)上利用硫酸亞鐵為原料,通過鐵黃(FeOOH)制備高鐵酸鉀,可降低生產(chǎn)成本且產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)。工藝流程如下:

回答下列問題:

(1)有同學(xué)認(rèn)為上述流程可以與氯堿工業(yè)聯(lián)合。寫出電解飽和食鹽水制取次氯酸鈉的化學(xué)方程式______________。

(2)制備鐵黃的離子方程式為_______________。實驗測得反應(yīng)溶液的pH、溫度對鐵黃產(chǎn)率的影響如圖所示。反應(yīng)溫度宜選擇_________;pH大于4.5時鐵黃產(chǎn)率逐漸降低的主要原因可能是_______________。

(3)用高鐵酸鉀作水處理劑除了可以對水體進(jìn)行殺菌消毒之外,其還原產(chǎn)物氫氧化鐵膠體還能吸附水中懸浮雜質(zhì),請寫出用高鐵酸鉀除去水體中CN的離子方程式______。

(4)已知:常溫下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10﹣38。高鐵酸鉀的凈水能力與廢水的pH有關(guān),當(dāng)溶液pH=2時,廢水中c(Fe3+)=_________molL﹣1。

(5)如果上述流程中,鐵元素總利用率為75%。利用1L 2molL﹣1FeSO4溶液能制備純度為90%的高鐵酸鉀________g。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按照有機(jī)物的命名規(guī)則,下列命名正確的是(
A.1,2﹣二甲基戊烷
B.2﹣乙基丁烷
C.3﹣乙基己烷
D.3,4﹣二甲基戊烷

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】粘氯酸用于合成廣譜高效新型殺螨劑噠螨酮、除草劑苯鈉松,也用于醫(yī)藥磺胺吡啶和感光材料的合成,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列有關(guān)粘氯酸的說法不正確的是

A. 分子式為C4H2Cl2O3

B. 能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

C. 1mol粘氯酸與足量NaHCO3溶液反應(yīng),能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LCO2

D. 粘氯酸與足量H2反應(yīng)生成M,則含一個甲基的M的同分異構(gòu)體只有3種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】自然界中,金屬元素大多以化合態(tài)存在,通過金屬冶煉得到金屬單質(zhì)。

  工業(yè)上生產(chǎn)Na、Ca、Mg都用電解其熔融的氯化物,但生產(chǎn)鉀是用金屬鈉和熔化的KCl在一定的條件下反應(yīng)制。

KCl + NaNaCl + K + Q Q0

有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

熔點

沸點

密度 (g/cm3)

Na

97.8

882.9

0.97

K

63.7

774

0.86

NaCl

801

1413

2.165

KCl

770

1500

1.984

(1)請結(jié)合平衡移動理論分析,為什么能用該反應(yīng)制備金屬鉀。

_______________________________________。

(2)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)為氣態(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為_____,而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于_____。

(3)在制取金屬鉀的過程中,為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可采取的措施有__________。(任寫兩點)

(4)相比于電解熔融氯化鉀,此方法的優(yōu)點有_____________________

(5)常壓下,當(dāng)反應(yīng)溫度升高到900時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為________

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