【題目】能源問題是人類社會面臨的重大問題,合理的開發(fā)利用至關重要。
(1)丁烯是石油化工中的重要產(chǎn)物,正丁烷脫氫可制備1-丁烯:C4H10(g) =C4Hg(g) +H2(g) △H。 下表為該反應中所涉及物質的鍵能數(shù)據(jù):
則△H=_______
(2)甲醇是未來重要的綠色能源之一,常見的合成反應為CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)H<0;為了探究反應物的濃度對反應速率的影響,進行了相關實驗,測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
該反應速率的通式為v正=k正cm(CO).cn(H2)(k是與溫度有關的速率常數(shù))。由表中數(shù)據(jù)可確定反應速率通式中m和n分別_____、_____( 取正整數(shù))。
(3)合成甲醇的原料氣既可由煤氣化提供,也可由天然氣與水蒸氣通過下列反應制備:CH4(g) + H2O(g) CO(g) +3H2(g)H>0。向100 L剛性密閉容器中充人1 mol CH4和3 mol水蒸氣進行反應,不同溫度和壓強下平衡體系中CH4的平衡轉化率情況如圖1所示:
①p1____p2(填“<”“>”或“=")。
②已知壓強為P1,溫度為100°C時,反應達到平衡所需的時間為5min,則0~5min內(nèi)用H2表示的平均反應速率為______;該溫度下的平衡常數(shù)K=_______mol2·L-2。
(4)近年來,有人研究用溫室氣體二氧化碳通過電催化生成多種燃料,其工作原理如圖2所示。
①寫出Cu電極上產(chǎn)生乙烯的電極反應式:_____________;如果Cu電極上生成0.17molCO和0.33molHCOOH,則Pt電極上產(chǎn)生O2的物質的量為__________mol。
②HCOOH為一元弱酸,常溫下將0.1mol·L-1HCOOH溶液與0.1mol·L-1NaOH溶液按體積比a:b混合(忽略溶液體積的變化),混合后溶液恰好顯中性,則HCOOH的電離常數(shù)為______(用含a、b的代數(shù)式表示)。
【答案】+125kJ/mol 1 1 < 0.003 mol/(L·min) 1.35×10-4 2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O 0.25
【解析】
(1)焓變=反應物鍵能-生成物鍵能,據(jù)此計算;
(2)將表格數(shù)據(jù)代入公式,利用待定系數(shù)法求解;
(3)①該反應為壓強增大的反應,同溫度下壓強越大甲烷的轉化率越低;
②根據(jù)計算反應速率甲烷的速率,再推算用氫氣表示的反應速率;K等于生成物濃度冪(以其化學計量數(shù)為冪)之積與反應物濃度冪之積的比值;
(4)①銅電極為陰極,得電子發(fā)生還原反應;根據(jù)電路中電子守恒進行計算;
②HCOOH的電離常數(shù)K=,據(jù)此進行計算。
(1)△H =反應物鍵能-生成物鍵能=(10×414kJ/mol+3×348kJ/mol)-(8×414kJ/mol+2×348kJ/mol+615kJ/mol+436kJ/mol)=+125kJ/mol,故答案為:+125kJ/mol;
(2)v正=k正cm(CO)·cn(H2)可知①中0.361mol/(L·min)= k正×(0.24mol/L)m×(0.48mol/L)n;②中:0.720mol/(L·min)= k正×(0.24mol/L)m×(0.96mol/L)n;③中:0.719mol/(L·min)= k正×(0.48mol/L)m×(0.48mol/L)n;則②/①可得2=2n,即n=1;③/①得2=2m,則m=1,故答案為:1;1;
(3)①該反應為壓強增大的反應,同溫度下壓強越大甲烷的轉化率越低,所以p1<p2,故答案為:<;
②據(jù)圖可知壓強為P1,溫度為100°C時,反應達到平衡時甲烷的轉化率為50%,所以平衡時c(CH4)==0.005mol/L,所以v(CH4)==0.001 mol/(L·min),v(H2)=3 v(CH4)=0.003 mol/(L·min),
平衡時c(CH4)=0.005mol/L,反應了甲烷0.5mol,根據(jù)反應方程式CH4(g) + H2O(g) CO(g) +3H2(g)可知平衡時c(H2O)==0.025mol/L,c(CO)= c(CH4)=0.005mol/L,c(H2)= 3c(CH4)=0.015mol/L,所以平衡常數(shù)K==1.35×10-4mol-2·L-2,故答案為:0.003 mol/(L·min);1.35×10-4;
(4)①銅電極與電源負極相連為陰極,CO2得電子被還原生成C2H4,根據(jù)電荷守恒元素守恒可知電極反應方程式為:2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O;CO和HCOOH中碳均為+2價,CO2轉化成CO或HCOOH化合價均降低2價,所以生成0.17molCO和0.33molHCOOH時轉移的電子為1mol,則生成的氧氣為0.25mol,故答案為:2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O;0.25;
②混合后溶液呈中性,所以c(H+)= c(OH-)=10-7mol/L,根據(jù)電荷可知c(HCOO-)=c(Na+)=,根據(jù)物料守恒有:c(HCOO-)+ c(HCOOH)=,所以c
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【題目】苯的結構簡式可用來表示,下列關于苯的敘述中正確的是
A. 苯主要是以石油為原料而獲得的一種重要化工原料
B. 苯中含有碳碳雙鍵,所以苯屬于烯烴
C. 苯分子中6個碳碳化學鍵完全相同
D. 苯可以與溴水、高錳酸鉀溶液反應而使它們褪色
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【題目】化學與生產(chǎn)、生活、社會密切相關,下列說法不正確的是
A.中國天眼FAST用到的碳化硅是一種新型無機非金屬材料
B.氯水放置數(shù)天后,漂白性和酸性均減弱
C.由石油的裂解可以得到乙烯、丙烯等主要化工基本原料
D.某雨水樣品采集后放置一段時間,pH由4.68變?yōu)?/span>4.28,是因水中生成了硫酸
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【題目】向Na2CO3、NaHCO3,混合溶液中逐滴加入稀鹽酸,生成氣體的量隨鹽酸加入量的變化關系如圖所示。則下列離子組在對應的溶液中一定能大量共存的是
A. a點對應的溶液中:Na+、OH-、SO42-、NO3-
B. b點對應的溶液中:Al3+、Fe3+、MnO4-、Cl-
C. c點對應的溶液中:Na+、Ca2+、NO3-、Cl-
D. d點對應的溶液中:F-、NO3-、Fe2+、Ag+
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【題目】如下圖在襯白紙的玻璃片中央放置適量的KMnO4顆粒,在周圍分別滴加一滴含有酚酞的澄清石灰水、FeCl2溶液,然后在KMnO4晶體上滴加適量的濃鹽酸,迅速蓋好表面皿。
提示:實驗室中所用的少量氯氣可以用下述原理制。
2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,此反應在常溫下即能進行。
(1)氧化劑與還原劑物質的量之比為____________ ,氧化產(chǎn)物為____________。
(2)產(chǎn)生0.1 mol Cl2,則轉移電子的物質的量為 ______ mol。
(3)a處反應的化學方程式是(工業(yè)上用此原理制取漂白粉。)______________________,
(4)b處離子方程式是_______________________________________________。
(5)高錳酸鉀標準溶液經(jīng)常用來滴定測量物質的含量。用高錳酸鉀法間接測定石灰石中CaCO3的含量的方法為: 稱取試樣0.1250g,用稀鹽酸溶解后加入(NH4)2C2O4得CaC2O4沉淀。沉淀經(jīng)過濾洗滌后溶于稀硫酸中。滴定生成的H2C2O4 用去濃度為0.016mo/LKMnO4溶液25.00mL。
①寫出CaC2O4沉淀溶解的離子方程式:__________________________
②配平并完成下列高錳酸鉀滴定草酸反應的離子方程式:
_____MnO4-+______H2C2O4+______ H+=____Mn2++_____CO2↑+_____ ________
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【題目】用石墨電極電解100 mL H2SO4與CuSO4的混合溶液,通電一段時間后,兩極均收集到2.24 L氣體(標準狀況),則原混合溶液中Cu2+的物質的量濃度為( )
A.3 mol·L-1B.2 mol·L-1C.4 mol·L-1D.1 mol·L-1
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【題目】(1)配平下列方程式
①_____Na+_____H2O =_____NaOH+_____H2↑
②_____Na2O2 +_____ CO2=_____ NaCO3 +_____O2↑
③_____KMnO4 +_____HCl(濃) =_____ KCl +_____MnCl2 +_____H2O + _____Cl2↑
④_____Al+_____H2O +_____NaOH =_____Na AlO2 +_____H2↑
(2)用雙線橋法表示電子轉移的數(shù)目和方向____________、__________
①2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
②2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
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【題目】一種新型漂白劑結構如圖所示,其中W.Y.Z為不同周期不同主族的短周期元素,W、Y、Z的最外層電子數(shù)之和等于X的最外層電子數(shù),W、X對應的簡單離子核外電子排布相同。下列說法正確的是
A.非金屬性:X>W>Y
B.Y的最高價氧化為對應的水化物為三元酸
C.可利用W與X、Y形成的化合物熱還原制備單質Y
D.該漂白劑中僅有X均滿足8電子穩(wěn)定結構
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【題目】在一定溫度下,某容積可變的密閉容器中,建立下列化學平衡:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。下列敘述中不能說明上述可逆反應已達到化學平衡狀態(tài)的是 ( )
A.體系的壓強不再發(fā)生變化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同時生成n mol H2
D.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵
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