【題目】I.能源短缺是人類面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng) I:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1
反應(yīng) II:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅱ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)
溫度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中數(shù)據(jù)判斷△H2____0(填“>”、“<”或“=”)
②若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是____
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.使用合適的催化劑 D.充入He,使體系總壓強增大
E.按原比例再充入CO和H2
③某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的恒容密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO) =0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為______,此時的溫度為___(從上表中選擇);
④恒溫下,1 molCO和nmolH2在一個容積可變的密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后,生成 amolCH3OH。若起始時放入3molCO、3nmolH2,則達(dá)平衡時生成CH3OH_______mol。
II.25℃時,電離平衡常數(shù):
化學(xué)式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
電離平衡常數(shù) | 1.8×10-5 | K1 4.3×10-7 K2 5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
(1)下列四種離子結(jié)合質(zhì)子的能力由大到小的順序是__________;(填編號)
A.CO32- B.ClO- C.CH3COO- D.HCO3-
(2)下列反應(yīng)不能發(fā)生的是:________
A.CO32-+CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O
B.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
C.CO32-+HClO=CO2↑ +H2O +ClO-
D.2ClO-+CO2
(3)用蒸餾水稀釋0.10 mol/L的醋酸,則下列各式表示的數(shù)值隨水量的增加而增大的是_____;
A. B. C. D.
(4)體積為10mLpH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000mL,稀釋過程 pH 變化如圖,則HX的電離平衡常數(shù)_______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常數(shù),稀釋后,HX溶液中水電離出來的c(H+)______醋酸溶液中水電離出來的 c(H+)(填“大于”、“等于”或“小于”)
III.以CH3OH燃料電池為電源電解法制取ClO2。二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體,是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。
①CH3OH燃料電池放電過程中,通入O2的電極附近溶液的pH_____(填“增大”、“減小”或“不變”),負(fù)極反應(yīng)式為________。
②圖中電解池用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。陽極產(chǎn)生ClO2的反應(yīng)式為_________。
③電解一段時間,從陰極處收集到的氣體比陽極處收集到氣體多6.72L時(標(biāo)準(zhǔn)狀況,忽略生成的氣體溶解),停止電解,通過陽離子交換膜的陽離子為_________mol。
④在陰極室中加入少量的NaOH的作用是__________。
【答案】< BE 80% 250℃ 3a A>B>D>C CD B 大于 大于 增大 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O Cl--5e-+2H2O=ClO2+4H+ 1 增強水的導(dǎo)電能力
【解析】
I.(1)①依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析,結(jié)合平衡移動原理分析熱量變化;
②根據(jù)影響物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的因素分析判斷;
③依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計算,依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計算判斷;
④在恒溫和容器的容積可變的密閉容器在發(fā)生該反應(yīng),物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率不變。
II.(1)酸越弱,其相應(yīng)的酸根離子結(jié)合H+的能力就越強;
(2)強酸可以與弱酸的鹽發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生弱酸;
(3)醋酸是弱電解質(zhì),加水稀釋醋酸,促進(jìn)醋酸電離,則n(CH3COO-)、n(H+)增大,n(CH3COOH)減小,但醋酸根離子、氫離子濃度增大的程度小于溶液體積增大的程度,所以c(CH3COO-)、c(H+)、c(CH3COOH)都減小,據(jù)此分析解答.
(4)由圖可知,稀釋相同的倍數(shù),HX的pH變化程度大,則酸性HX強,電離平衡常數(shù)大;稀釋后,HX電離生成的c(H+)小,對水的電離抑制能力小;
III.①在CH3OH燃料電池中通入甲醇的一極為負(fù)極,通入氧氣的一極為正極,正極上氧氣得電子生成氫氧根離子;
②在電解時Cl-失去電子變?yōu)?/span>ClO2;
③已知從陰極處收集到的氣體比陽極處收集到氣體多 6.72L,即x-x= ;通過陽離子交換膜的陽離子為+1價離子,由電子轉(zhuǎn)移守恒計算陽離子的物質(zhì)的量;
④根據(jù)電解質(zhì)溶液在電解質(zhì)電離產(chǎn)生的離子自由移動,可增強溶液的導(dǎo)電性分析。
(1)①依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:溫度升高,化學(xué)平衡常數(shù)減小,說明升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動,根據(jù)平衡移動原理:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的方向移動。逆反應(yīng)方向為吸熱反應(yīng),則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以△H2<0;
②A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,甲醇的產(chǎn)率降低,A不符合題意;
B.將CH3OH(g)從體系中分離,即減小生成物濃度,更多的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲醇,甲醇的產(chǎn)率增大,B符合題意;
C.使用合適的催化劑對化學(xué)平衡移動無影響,因此不能提高甲醇的產(chǎn)率,C不符合題意;
D.充入He,使體系總壓強增大,由于任何一種反應(yīng)體系的物質(zhì)濃度不變,因此平衡不移動,甲醇的產(chǎn)率不變,D不符合題意;
E.按原比例再充入CO和H2,相當(dāng)于增大壓強,平衡正向移動,可以得到更多的甲醇,甲醇的產(chǎn)率增大,E符合題意;
故合理選項是BE;
③按反應(yīng)Ⅰ充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,物質(zhì)的量為0.4mol;
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g))
起始量(mol) 2 6 0
變化量(mol) 1.6 3.2 1.6
平衡量(mol) 0.4 2.8 1.6
CO的轉(zhuǎn)化率= ×100%=80%;
此時化學(xué)平衡常數(shù)K==2.041,可見對應(yīng)的溫度250℃;
④在恒溫和容器的容積可變的密閉容器在發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),容器的容積與氣體的物質(zhì)的量呈正比,因此物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率不變,由于加入1 molCO和nmolH2反應(yīng)達(dá)到平衡后,生成amolCH3OH,則若起始時放入3molCO、3nmolH2,則達(dá)平衡時生成CH3OH的物質(zhì)的量為3amol;
II.(1)弱酸的電離平衡常數(shù)越大,相應(yīng)的酸的酸性就越強,其酸根離子結(jié)合H+的能力就越弱。根據(jù)酸電離平衡常數(shù)可知酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,所以結(jié)合H+的能力由強到弱的順序為CO32->ClO->HCO3->CH3COO-,故合理選項是A>B>D>C;
(2)A.由于酸性:CH3COOH>H2CO3,所以可以發(fā)生反應(yīng)CO32-+CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O,A不符合題意;
B.由于酸性CH3COOH>HClO,因此可發(fā)生反應(yīng)ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO,B不符合題意;
C.由于酸性H2CO3>HClO,所以CO32-+HClO=CO2↑ +H2
D.由于酸性H2CO3>HClO>HCO3-,所以不能發(fā)生2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO反應(yīng),D符合題意;
故合理選項是CD;
(3) A.加水稀釋醋酸促進(jìn)醋酸電離,n(H+)增大,n(CH3COOH)減小,所以的比值減小,A錯誤;
B.加水稀釋醋酸促進(jìn)醋酸電離,n(CH3COO-)增大,n(CH3COOH)減小,則的比值增大,B正確;
C.加水稀釋促進(jìn)醋酸電離,但c(CH3COO-) 、c(H+)都減小,但由于溫度不變,所以水的離子積常數(shù)Kw不變,所以的比值減小,C錯誤;
D.加水稀釋醋酸促進(jìn)醋酸電離,c(H+)減小,溫度不變,由于水的離子積常數(shù)Kw不變,則溶液中c(OH-)增大,故的比值減小,D錯誤;
故合理選項是B;
(4)由圖可知,兩種溶液開始時pH相同,即c(H+)相同,稀釋相同的倍數(shù),HX的pH變化程度大,說明酸性HX強,酸的酸性越強,其電離平衡常數(shù)大;當(dāng)酸稀釋后,HX電離生成的c(H+)小,對水的電離平衡的抑制能力小,因此HX溶液中水電離出來的c(H+)大;
III.①CH3OH燃料電池中通入甲醇的一極為負(fù)極,通入氧氣的一極為正極,正極上氧氣得電子生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-,溶液中c(OH-)增大,因此通入O2的電極附近溶液的pH增大;通入CH3OH的電極為負(fù)極,甲醇失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),由于溶液為堿性,所以甲醇失去電子后產(chǎn)生的CO2會轉(zhuǎn)化為CO32-,因此負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
②用石墨作電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。在陽極Cl-失去電子,被氧化產(chǎn)生ClO2,根據(jù)元素守恒可知由水參加反應(yīng),同時生成H+,陽極的電極反應(yīng)式為Cl--5e-+2H2O=ClO2+4H+;
③已知從陰極處收集到的氣體比陽極處收集到氣體多 6.72L,假設(shè)反應(yīng)生成的氫氣的物質(zhì)的量為xmol,即x-x=,解得x=0.5mol;故交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為0.5mol×2=1mol;
④根據(jù)電解質(zhì)溶液在電解質(zhì)電離產(chǎn)生的離子自由移動,可增強溶液的導(dǎo)電性可知向在陰極室中加入少量的NaOH的作用是增大附近溶液中離子的濃度,增強溶液的導(dǎo)電能力。
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【題目】LED產(chǎn)品的使用為城市增添色彩。下圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光的一種裝置示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是
A. a處通入氧氣, b處通氫氣
B. 通入H2的電極發(fā)生反應(yīng):H2-2e- = 2H+
C. 通入O2的電極發(fā)生反應(yīng):O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
D. 該裝置將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為電能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列解釋事實的化學(xué)方程式或離子方程式不正確的是( )
A. 向AgCl懸濁液中加入KI溶液:AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
B. 明礬凈水:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
C. 90℃時,測得純水中Kw=3.8×10-13:H2O(l)H+(aq)+OH-(aq) △H<0
D. 用熱的純堿溶液可以清洗油污:CO32-+H2OHCO3-+OH-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】藥物貝諾酯可由乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚在一定條件下反應(yīng)制得:
下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 貝諾酯分子中有三種含氧官能團(tuán)
B. 可用FeCl3溶液區(qū)別乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚
C. 乙酰水楊酸和對乙酰氨基酚均能與NaHCO3溶液反應(yīng)
D. 貝諾酯與足量NaOH 溶液共熱,最終生成乙酰水楊酸鈉和對乙酰氨基酚鈉
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】烴A的質(zhì)譜圖中,質(zhì)荷比最大的數(shù)值為42。碳?xì)鋬稍氐馁|(zhì)量比為6:1,其核磁共振氫譜有三個峰,峰的面積比為1:2:3。A與其他有機物之間的關(guān)系如下圖所示:
已知:CH2=CH2 HOCH2CH2OH,回答下列問題:
(1)F的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。
(2)有機物C中的官能團(tuán)名稱_______________________。
(3)指出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)類型:A→B__________ E→G____________。
(4)寫出C與新制的氫氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________。
(5)E在一定條件下可以相互反應(yīng)生成一種六元環(huán)有機物,則此反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________ 。
(6)與E互為同分異構(gòu)體,且屬于酯類的有機物,除CH3OCOOCH3、CH3CH2OCOOH外還有 __________種(分子中無O—O鍵)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一密閉容器中,反應(yīng):aA(g) bB(g) 達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器體積增大一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,下列說法正確的是( )
A. 平衡向逆反應(yīng)方向移動了B. 物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了
C. 物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了D. a>b
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.100ml18mol/L濃硫酸與足量銅加熱充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3.6NA
B.0.1mol24Mg32S晶體中所含中子總數(shù)為2.8NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LCO2中含有的共用電子對數(shù)目為2NA
D.24.5gKClO3晶體中含有C1-的數(shù)目為0.2NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】芬太尼類似物L具有鎮(zhèn)痛作用。它的合成方法如下:
已知:
I、+HCl
II、+R2OH;
III、(為氫或烴基)
回答下列問題:
(1)A是一種烯烴,化學(xué)名稱為______,其分子中最多有__________個原子共面。
(2) B中官能團(tuán)的名稱為_____、_____。②的反應(yīng)類型為________
(3)③的化學(xué)方程式為________
(4)碳原子上連有4個不同的原子或基團(tuán)時,該碳稱為手性碳。指出F的結(jié)構(gòu)簡式中手性碳原子并用星號(*)標(biāo)出F中的手性碳________。G的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(5)已知④有一定的反應(yīng)限度,反應(yīng)進(jìn)行時加入吡啶(一種有機堿),其作用是________。
(6)參照上述合成路線,寫出以環(huán)已烯()和乙醇為起始原料經(jīng)三步制備化合物的合成路線________。
(已知:其他試劑任選)
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