題目列表(包括答案和解析)
二氧化氮(NO2)是一種具有高度活性的氣態(tài)物質,NO2與Na2O2均具有較強的氧化性,某研究性學習小組對二者能否發(fā)生反應進行探究。
【實驗】
下列關于實驗室制備NO2的說法正確的是_______
a.實驗室常用銅和濃硝酸反應制取二氧化氮
b.二氧化氮常用向下排空氣法收集
c.二氧化氮易溶于水,尾氣可用水吸收.
d.用注射器收集的二氧化氮,壓縮后顏色變淺
e.實驗后容器中殘留液需用堿液處理
【提出假設】
假設一:NO2與Na2O2二者不反應;
假設二:NO2能被Na2O2氧化;
假設三:
【查閱文獻】
NO2在反應中能生成HNO3和HNO2;HNO2旣有氧化性,又有還原性,能被強氧化劑如KMnO4氧化。
【設計實驗】
(1)實驗時,將NO2氣體通入盛有Na2O2的玻璃管中,淡黃色粉末完全變成白色,說明假設 不成立。
(2)若假設二成立,反應的化學方程式是 。
(3)為驗證假設二是否成立,該小組同學做了如下定性實驗研究,請完成下表內容。
實驗步驟 (不要求寫具體操作過程,儀器任選) |
預期的實驗現(xiàn)象及結論 |
取適量的白色固體置于試管中,………… |
|
【定量分析】
若實驗前該小組同學用托盤天平稱量過氧化鈉的質量為3.9g,充分反應后白色固體質量為8.4g,該小組同學得出假設2不成立的結論。你是否同意他們的結論,并簡述理由:
0.1mol某烴在氧氣中完全燃燒,將生成物全部通入濃硫酸中,濃硫酸增重9g,繼續(xù)通入足量的澄清石灰水中,得到沉淀50g.
求:(1)該有機化合物的分子式
(2)若分子中只有兩個甲基且屬于不飽和烴,寫出其結構簡式
【解析】考查有機物分子式和結構式的判斷。濃硫酸增重9g,說明生成物水是9g,物質的量是0.5mol。沉淀是碳酸鈣,物質的量是0.5mol,則二氧化碳也是0.5mol。根據(jù)原子守恒可知分子式為C5H10。若屬于不飽和烴,則是烯烴,分子中只有兩個甲基,所以可能的結構簡式是、、。
0.1mol某烴在氧氣中完全燃燒,將生成物全部通入濃硫酸中,濃硫酸增重9g,繼續(xù)通入足量的澄清石灰水中,得到沉淀50g.
求:(1)該有機化合物的分子式
(2)若分子中只有兩個甲基且屬于不飽和烴,寫出其結構簡式
【解析】考查有機物分子式和結構式的判斷。濃硫酸增重9g,說明生成物水是9g,物質的量是0.5mol。沉淀是碳酸鈣,物質的量是0.5mol,則二氧化碳也是0.5mol。根據(jù)原子守恒可知分子式為C5H10。若屬于不飽和烴,則是烯烴,分子中只有兩個甲基,所以可能的結構簡式是、、。
(12分)能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);ΔH
(1)已知,該反應在300℃,5MPa條件下能自發(fā)進行,則ΔH 0,△S 0 (填“<,>或=”)。
(2)在300℃,5MPa條件下,將0.20mol的 CO與0.58mol H2的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應,反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。
①在0~2min內,以H2表示的平均反應速率為 mol·L-1·s-1。
②列式計算300℃時該反應的平衡常數(shù)K = 。
③300℃時,將0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 molCH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時反應將 。
A.向正方向移動 B.向逆方向移動 C.處于平衡狀態(tài) D.無法判斷
④下列措施可增加甲醇產率的是
A.壓縮容器體積 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大 D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2
(3)若其它條件不變,使反應在500℃下進行,在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。
【解析】(1)根據(jù)反應的特點可知△S小于0,因為反應在300℃,5MPa條件下能自發(fā)進行,所以根據(jù)△G=△H-T·△S可知反應是放熱反應。
(2)①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示,根據(jù)圖像可知反應進行到2min時甲醇
的濃度不再發(fā)生變化,平衡時甲醇的物質的量是0.04mol,則消耗氫氣是0.08mol,所以在0~2min
內,以H2表示的平均反應速率為。
②平衡時氫氣的濃度是,CO的平衡濃度是
,所以該溫度下的平衡常數(shù)為。
③300℃時,將0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 molCH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L,因為>4,所以反應向逆反應方向移動。
④壓縮體積,壓強增大,平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度,平衡也向正反應方
向移動。充入He,使體系總壓強增大,但物質但濃度沒有變化,所以平衡不移動。再充入0.20mol
CO和0.58mol H2,相當于增大體系的壓強,平衡向正反應方向移動,所以答案是ABD。
(3)因為反應是放熱反應,所以升高溫度平衡向逆反應方向移動,但反應速率會加快,所以圖
像為
(12分)能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);ΔH
(1)已知,該反應在300℃,5MPa條件下能自發(fā)進行,則ΔH 0,△S 0 (填“<,>或=”)。
(2)在300℃,5MPa條件下,將0.20mol的 CO與0.58mol H2的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應,反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。
①在0~2min內,以H2表示的平均反應速率為 mol·L-1·s-1 。
②列式計算300℃時該反應的平衡常數(shù)K = 。
③300℃時,將0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時反應將 。
A.向正方向移動 B.向逆方向移動 C.處于平衡狀態(tài) D.無法判斷
④下列措施可增加甲醇產率的是
A.壓縮容器體積 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大 D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2
(3)若其它條件不變,使反應在500℃下進行,在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。
【解析】(1)根據(jù)反應的特點可知△S小于0,因為反應在300℃,5MPa條件下能自發(fā)進行,所以根據(jù)△G=△H-T·△S可知反應是放熱反應。
(2)①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示,根據(jù)圖像可知反應進行到2min時甲醇
的濃度不再發(fā)生變化,平衡時甲醇的物質的量是0.04mol,則消耗氫氣是0.08mol,所以在0~2min
內,以H2表示的平均反應速率為。
②平衡時氫氣的濃度是,CO的平衡濃度是
,所以該溫度下的平衡常數(shù)為。
③300℃時,將0.50mol CO、1.00mol H2和1.00 mol CH3OH充入容積為2L的密閉容器中,此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L,因為>4,所以反應向逆反應方向移動。
④壓縮體積,壓強增大,平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度,平衡也向正反應方
向移動。充入He,使體系總壓強增大,但物質但濃度沒有變化,所以平衡不移動。再充入0.20mol
CO和0.58mol H2,相當于增大體系的壓強,平衡向正反應方向移動,所以答案是ABD。
(3)因為反應是放熱反應,所以升高溫度平衡向逆反應方向移動,但反應速率會加快,所以圖
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