【題目】化學平衡原理是中學化學學習的重要內(nèi)容,請回答下列問題:
甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景,工業(yè)上可用合成氣(主要成分CO、H2)制備甲醇。
(1)己知:CO、H2、CH3OH、的燃燒熱(△H)分別為-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol,請寫出合成氣制備甲醇的熱化學方程式 。
(2)若在絕熱、恒容的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H2,發(fā)生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻為平衡狀態(tài)的是______(填選項字母)。
(3)在T1℃時,在體積為5 L的恒容容器中充入3 mol的合成氣,反應達到平衡時CH3OH的體積分數(shù)與n(H2)/n(CO)的關(guān)系如圖所示。H2和CO按2:1投入時經(jīng)過5 min達到平衡,則5 min內(nèi)用H2表示的反應速率為v(H2)=_______。溫度不變,當時,達到平衡狀態(tài),CH3OH的體積分數(shù)可能是圖象中的______點。
(4)含有甲醇的廢水隨意排放會造成水污染,可用ClO2將其氧化為CO2,然后再加堿中和即可。寫出處理甲醇酸性廢水過程中,ClO2與甲醇反應的離子方程式:________________________。
(5)水的自偶電離可表示為H2O+H2OH3O++OH-。與水電離相似,甲醇也能發(fā)生自偶電離,請寫出甲醇的自偶電離方程式_______________________________________,往甲醇中加入少量金屬鈉反應生成甲醇鈉,則反應后的混合液中的電荷守恒式_____________________________。
【答案】(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H= -574.4kJ/mol (3分) (2)D(2分)
(3)0.06 molL-1min-1 (2分)、F(2分)
(4)6ClO2 +5CH3OH=5CO2 +6Cl -+6H++7H2O(2分)
(5)CH3OH+CH3OHCH3OH2++CH3O -(2分) c(CH3OH2+)+ c(Na+)=c(CH3O -)(2分)
【解析】
試題分析:(1)己知:CO、H2、CH3OH、的燃燒熱(△H)分別為-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol,則①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJmol-1
②2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=-483.6kJ/mol
③CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-192.2kJmol-1
由蓋斯定律可知①+②-③得反應CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(l的△H=(-283-483.6+192.2)kJmol-1=-574.4kJ/mol。
(2)A、到達平衡后正、逆速率相等,不再變化,而t1時刻V正最大,之后速率減小,A錯誤;B、該反應正反應為放熱反應,隨反應進行溫度升高,化學平衡常數(shù)減小,到達平衡后,溫度為定值,達最高,平衡常數(shù)不變,為最小,圖像與實際符合,B錯誤;C、t1時刻后一氧化碳、甲醇的物質(zhì)的量發(fā)生變化,t1時刻未到達平衡狀態(tài),C錯誤;D、t1時刻,CO的質(zhì)量分數(shù)為定值,處于平衡狀態(tài),圖像與實際符合,D正確;答案選D。
(3)根據(jù)圖像可知H2和CO按2:1投入平衡時甲醇的含量是0.5,則根據(jù)方程式可知
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量(mol) 1 2 0
平衡量(mol) n 2n n
轉(zhuǎn)化量(mol)1-n 2-2n n
因此有
解得n=0.75
所以5 min內(nèi)用H2表示的反應速率為=0.06 molL-1min-1。
溫度不變,當時氫氣的物質(zhì)的量增加,CO的轉(zhuǎn)化率增大,但氫氣的轉(zhuǎn)化率減小,因此產(chǎn)生的甲醇的物質(zhì)的量減小,所以達到平衡狀態(tài)時CH3OH的體積分數(shù)降低,因此可能是圖象中的F點。
(4)反應中Cl元素化合價從+4價降低到-1價,得到5個電子。碳元素化合價從-2價升高到+4價,失去6個電子,因此根據(jù)電子得失守恒可知ClO2與甲醇反應的離子方程式為6ClO2 +5CH3OH=5CO2 +6Cl -+6H++7H2O。
(5)根據(jù)水的自偶電離可表示為H2O+H2OH3O++OH-可知甲醇的自偶電離方程式為CH3OH+CH3OHCH3OH2++CH3O -,往甲醇中加入少量金屬鈉反應生成甲醇鈉,則反應后的混合液中的電荷守恒式為c(CH3OH2+)+ c(Na+)=c(CH3O -)。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F、G七種短周期元素,其原子序數(shù)依次增大。A的原子中沒有成對電子;B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同;D原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍;D與G處在同一族;F是地殼中含量最高的金屬元素。請回答下列問題:
(1)元素F在周期表中的位置 。
(2)B、C、D三種元素的第一電離能由大到小的順序是 (用元素符號表示)。
(3)配合物Ni(BD)4常溫下為液態(tài),易溶于CCl4、苯等有機溶劑,因此固態(tài)Ni(BD)4屬于 (填晶體類型)。
(4)CA3分子的電子式為 。
(5)ED是優(yōu)良的耐高溫材料,其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似。ED的熔點比NaCl高,其原因是 。
(6)由A、D、G中任兩種元素構(gòu)成甲、乙兩種均含18個電子的分子,所含原子的數(shù)目依次為3、4。則甲分子的中心原子采取 雜化;1 mol乙分子含有 molσ鍵。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、液氨、氯化銨為原料,在活性炭催化下合成了橙黃色晶體X。為測定其組成,進行如下實驗。
①氨的測定:精確稱取wgX,加適量水溶解,注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品溶液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L—1的鹽酸溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶,用c2mol·L—1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2mLNaOH溶液。
②氯的測定:準確稱取樣品X,配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定,K2CrO4溶液為指示劑,至出現(xiàn)磚紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色)。
回答下列問題:
(1)裝置中安全管的作用原理是 。
(2)用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時,應使用 式滴定管,可使用的指示劑為 。
(3)樣品中氨的質(zhì)量分數(shù)表達式為 。
(4)測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗,若氣密性不好測定結(jié)果將 (填“偏高”或“偏低”)。
(5)測定氯的過程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定終點時,若溶液中c(Ag+)=2.0×10—5mol·L—1,c(CrO42—)為 mol·L—1。(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10—12)
(6)經(jīng)測定,樣品X中鈷、氨、氯的物質(zhì)的量之比為1:6:3,鈷的化合價為 ,制備X的化學方程式為 ;X的制備過程中溫度不能過高的原因是 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一種化學元素。
(1)寫出基態(tài)T3+的核外電子排布式: ;T在周期表中所在分區(qū)為 。
(2)Q、R、M的第一電離能由大到小的順序是 (用元素符號表示),原因 。
(3)下列有關(guān)上述元素的說法正確的是 。
A.J比X活潑,所以J可以在溶液中置換出X |
B.將J2M2溶于水,要破壞離子鍵和共價鍵 |
C.RE3沸點高于QE4,主要是因為前者相對分子質(zhì)量較大 |
D.一個Q2E4分子中含有五個δ鍵和一個π鍵 |
(4)G2O的熔點比J2O的 (填“高”或“低”) ,其原因是 。
(5) G與R單質(zhì)直接化合生成一種離子化合物G3R。該晶體具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)。每層中,G原子構(gòu)成平面六邊形,每個六邊形的中心有一個R原子。層與層之間還夾雜一定數(shù)量的原子。請問這些夾雜的原子應該是 (填G或R的元素符號)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有機物的結(jié)構(gòu)可用“鍵線式”簡化表示,如CH3-CH=CH-CH3可簡寫為。有機物X的鍵線式為,Y是X的同分異構(gòu)體,且屬于芳香烴。下列有關(guān)Y的說法正確的是( )
A.Y能使酸性KMnO4溶液褪色,所以是苯的同系物
B.Y能使溴水褪色,且靜置后不分層
C.Y不能發(fā)生取代反應
D.Y能發(fā)生加聚反應生成
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【題目】將適量AgBr固體溶在水中,溶液中存在AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)。則下列說法正確的是( )
A.向此體系中滴加足量濃NaCl溶液,發(fā)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化為白色,說明Ksp(AgCl)<Ksp(AgBr)
B.某溶液中c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgBr),說明此時c(Ag+)=c(Br-)
C.向此體系中加入少量AgBr固體,平衡正向移動,當再次平衡時c(Ag+)、c(Br-)增大
D.此體系中一定存在c(Ag+)=c(Br-)=[Ksp(AgBr)]1/2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如下圖所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,丁中X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的顏色逐漸變深。請回答:
(1)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時,對應單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為__________。
(2)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀,當乙中溶液的pH是13時(此時乙溶液體積為500mL),丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為__________。
(3)Fe(OH)3膠體的制備有嚴格的要求,小明想向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液來制備Fe(OH)3膠體,結(jié)果很快就生成了紅褐色的沉淀。他測得溶液的pH=5,則此時溶液中c(Fe3+)=__________mol/L。(己知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-36)。
(4)若用甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為2L2mol/LKOH溶液)提供電源,持續(xù)通入甲烷,在標準狀況下,消耗甲烷的體積VL。當消耗CH4的體積在44.8<V≤89.6時,此時電源中B極發(fā)生的電極反應為:__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式(碘為氣態(tài)或固態(tài)),下列判斷正確的是( )
(ⅰ) I2(?)+H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 kJ/mol
(ⅱ) I2(?)+H2(g) 2HI(g) △H=26.48 kJ/mol
A.ⅰ中碘為氣態(tài),ⅱ中碘為固態(tài)
B.反應(ⅰ)的產(chǎn)物比反應(ⅱ)的產(chǎn)物穩(wěn)定
C.1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g),反應放熱9.48 kJ
D.1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室用下列儀器組裝一套蒸餾石油的裝置,并進行蒸餾得到汽油和煤油。
(1)寫出下列儀器的名稱:
①__________________;②___________________;③_________________。
(2)將以上儀器按從左到右順序,用字母a、b、c……進行連接:
e接__________;_________接_________;_________接_________
(3)①儀器的A口是__________,B口是__________。
(4)蒸餾時,溫度計水銀球應在______________________(位置)。
(5)在②中注入原油后,加幾片碎瓷片的目的是_________________。
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