【題目】甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料,工業(yè)上常以CO和H2的混合氣體為原料在一定條件下制備甲醇。
(1)工業(yè)上可以通過下列途徑獲得H2,其中節(jié)能效果最好的是___________。
A.高溫分解水制取H2:2H2O2H2↑+O2↑
B.電解水制取H2:2 H2O2H2↑+ O2↑
C.甲烷與水反應(yīng)制取H2:CH4+ H2O3H2+CO
D.在光催化劑作用下,利用太陽能分解水制取H2:2H2O2H2↑+ O2↑
(2)在2L的密閉容器中充入1mo1 CO和2mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng);CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),測得CO和CH3OH(g)的物質(zhì)的量隨時間的變化如下圖所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_____,平衡時氫氣的體積分?jǐn)?shù)為____。
②能夠判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是______。
A. CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等
B. 密閉容器中混合氣體的密度不再改變
C. 密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
D. 相同時間內(nèi)消耗1mo1CO,同時消耗1mol CH3OH
(3)為使合成甲醇原料的原子利用率達(dá)到100%,實際生產(chǎn)中制備水煤氣時還需使用CH4,則生產(chǎn)投料時,n(C):n(H2O):n(CH4)=__________。
(4)據(jù)報道,最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的10倍,可連續(xù)使用一個月才充電一次。假定放電過程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生的二氧化碳被充分吸收生成CO32-。則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________,電池放電過程中溶液的pH將_____(填“下降”、“上升”或“不變”)。
【答案】D 0.25 molL-1min-1 33.3% CD 1:2:1 CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32-+6H2O 下降
【解析】
(1)通過不同途徑獲得H2,如節(jié)約能源,可利用太陽能;
(2)①根據(jù)計算v(CO),再根據(jù)速率之比等于系數(shù)之比計算v(H2),根據(jù)三段式計算氫氣的體積分?jǐn)?shù);
②平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同,各組分含量不變;
(3)為使合成甲醇原料的原子利用率達(dá)100%,即滿足n(C):n(H):n(O)=1:4:1,據(jù)此分析;
(4)放電時負(fù)極反應(yīng)為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,正極電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-=4OH-,電池反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,據(jù)此分析作答。
(1)通過不同途徑獲得H2,如節(jié)約能源,可利用太陽能,題中其它選項消耗熱能、電能,不符合要求,故答案為:D;
(2)①從反應(yīng)開始到平衡,△n(CO)=1mol0.25mol=0.75mol,則v(CO)= =0.125mol/(Lmin),由方程式的可知v(H2)=2v(CO)=2×0.125mol/(Lmin)=0.25mol/(Lmin);
列出三段式如下:
,則氫氣的體積分?jǐn)?shù)===33.3%,故答案為:0.25mol/(Lmin);33.3%;
②A. CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等不一定達(dá)到平衡,A項錯誤;
B. 反應(yīng)前后質(zhì)量不變,體積也不變,則密閉容器中混合氣體的密度一直不變,所以不一定達(dá)到平衡,B項錯誤;
C. 密閉容器中質(zhì)量不變,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變,說明總的物質(zhì)的量不變,因該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的體系,故混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,C項正確;
D. 相同時間內(nèi)消耗l mol CO,同時消耗1molCH3OH,則正逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,D項正確;
故答案為:CD;
(3)為使合成甲醇原料的原子利用率達(dá)100%,即滿足n(C):n(H):n(O)=1:4:1,所以n(C):n(H2O):n(CH4)=1:2:1,故答案為:1:2:1;
(4)(1)放電過程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生的CO2被充分吸收生成CO32-,則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32-+6H2O;
(2)放電時,甲醇被氧化,為電池負(fù)極反應(yīng),氧氣在正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng),其反應(yīng)的總方程式為:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,可知整個過程中消耗OH-,電解質(zhì)溶液pH將下降。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)在一定條件下N2與H2反應(yīng)生成NH3,請回答:
①若反應(yīng)物的總能量為E1,生成物的總能量為E2,且E1>E2,則該反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②已知拆開1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為___________________________________________。
(2)實驗室用50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL某濃度的NaOH溶液在如圖所示裝置中反應(yīng),通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱。該裝置有兩處明顯的錯誤,其中一處是缺少一種玻璃儀器,該儀器的名稱為___________________________;實驗室提供了0.50mol·L-1和0.55mol·L-1兩種濃度的NaOH溶液,應(yīng)選擇___________mol·L-1的NaOH溶液進(jìn)行實驗。
(3)人類活動產(chǎn)生的CO2長期積累,威脅到生態(tài)環(huán)境,其減排問題受到全世界關(guān)注。工業(yè)上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用電解法使K2CO3溶液再生,其裝置示意圖如下:
①在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括__________________________________和H++HCO===H2O+CO2↑。
②簡述CO在陰極區(qū)再生的原理:____________________________________。
(4)常溫下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,試計算溶液中=_______。(常溫下H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)的相互關(guān)系描述正確的是( )
A. H2、D2 和 T2 互為同位素B. 和 互為同分異構(gòu)體
C. 金剛石、C60、石墨互為同素異形體D. (CH3)2CHCH2CH3 和 CH3CH2CH(CH3)2 屬于同系物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖所示裝置可間接氧化工業(yè)廢水中含氮離子(NH4+)。下列說法不正確的是
A. 乙是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置
B. 含氮離子氧化時的離子方程式為:3Cl2 + 2NH4+=N2 + 6Cl-+8H+
C. 若生成H2和N2的物質(zhì)的量之比為3:1,則處理后廢水的pH減小
D. 電池工作時,甲池中的Na+移向Mg電極
【答案】D
【解析】A、甲中活潑金屬鎂作原電池的負(fù)極,石墨為正極形成原電池,乙是連接原電池的電解池,電解酸性工業(yè)廢水,電解池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置,選項A正確;B、酸性條件下含氮離子氧化時轉(zhuǎn)化為氮氣,反應(yīng)的離子方程式為:3Cl2 + 2NH4+=N2 + 6Cl-+8H+,選項B正確;C、若生成H2和N2的物質(zhì)的量之比為3:1,根據(jù)電極反應(yīng)6H++6e-=3H2↑、3Cl2 + 2NH4+=N2 + 6Cl-+8H+,則處理后廢水的H+濃度增大,pH減小,選項C正確;D、電池工作時,甲池是原電池,原電池中陽離子Na+移向正極石墨電極,選項D不正確。答案選D。
【題型】單選題
【結(jié)束】
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【題目】已知某透明澄清的溶液中可能含有NO3- 、Cl- 、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+中的幾種,且所含陰離子的物質(zhì)的量相等。為確定該溶液的成分,某學(xué)習(xí)小組做了如下實驗:①取該溶液100mL,加入過量NaOH溶液,加熱得到0.02mol氣體,同時產(chǎn)生紅褐色沉淀; ②將沉淀過濾、洗滌、灼燒,得到1.6 g固體; ③向上述濾液中加入足量BaCl2溶液,得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀。下列說法正確的是
A. 不能確定原溶液中是否含有Al3+和K+
B. 原溶液中含有的離子只有:Cl- 、SO42-、NH4+、Fe3+
C. 原溶液中c(NO3-)=0.2 mol·L-1 c(Fe3+)=0.2 mol·L-1
D. 在原溶液中加入足量的鐵粉所得溶液中陽離子所帶正電荷數(shù)減少
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于膠體的敘述不正確的是( )
A.膠體區(qū)別于其他分散系的本質(zhì)特征是分散質(zhì)微粒直徑在10-9~10-7m之間
B.用平行光照射FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體時,均能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象
C.向豆?jié){中加入鹽鹵做豆腐是膠體聚沉在生活中的具體應(yīng)用
D.溶液、膠體、濁液均屬于混合物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期元素甲、乙、丙、丁、戊在元素周期表中的相對位置如圖所示。下列說法正確的是
A. 原子半徑的大小順序為:甲>乙>丙>戊
B. 氫化物的穩(wěn)定性:乙>丁;氫化物的沸點:。疽
C. 元素甲與元素丙的最高正化合價之和的數(shù)值等于8
D. 元素戊的氧化物對應(yīng)的水化物的酸性一定比丁的強(qiáng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】制備純凈、干燥的氯氣,并試驗它與金屬的反應(yīng)。每個虛線框表示一個單元裝置,其中有錯誤的是
A. ①② B. ② C. ②③ D. ②③④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】V L濃度為0.5 mol·L-1的鹽酸,欲使其濃度增大1倍,采取的措施合理的是( )。
A. 通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的HCl氣體11.2V L
B. 加入10 mol·L-1的鹽酸0.1V L,再稀釋至1.5V L
C. 將溶液加熱濃縮到0.5V L
D. 加入V L 1.5 mol·L-1的鹽酸混合均勻
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】按要求填空:
用化學(xué)用語回答下列問題:
(1)寫出二硫化碳分子的電子式:__________
(2)寫出氮氣分子的結(jié)構(gòu)式:__________
(3)A+、B-、C、D 四種粒子(分子或離子),它們都分別含10個電子,已知它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:A++B-C+D↑,則A+的電子式:_______;比較C和D的穩(wěn)定性的強(qiáng)弱:_____(用化學(xué)式表示)
(4)用電子式表示MgCl2的形成過程__________
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