【題目】氫氣因熱值高、來(lái)源廣、產(chǎn)物無(wú)污染,常被人們看做一種理想的“綠色能源”,氫氣的制取是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
(1)H2O的熱分解可得到H2,高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖1所示。圖1中曲線A對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是______________。
(2)圖2為用電解法制備H2,寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:________________。
(3)從可持續(xù)發(fā)展考慮,太陽(yáng)能光解水制氫是獲取H2的最好途徑,但迄今仍然存在諸多問(wèn)題,如光催化劑大多僅在紫外光區(qū)穩(wěn)定有效,能夠在可見(jiàn)光區(qū)使用的光催化劑不但催化活性低,而且?guī)缀醵即嬖诠飧g現(xiàn)象,需使用犧牲劑進(jìn)行抑制,能量轉(zhuǎn)化效率低等,這些都阻礙了光解水的實(shí)際應(yīng)用,需設(shè)計(jì)課題進(jìn)一步研究解決。下列設(shè)想符合研究方向的是_________
A 將研究方向?qū)W⒂谧贤夤鈪^(qū),無(wú)需考慮可見(jiàn)光區(qū)
B 研究光腐蝕機(jī)理,尋找高穩(wěn)定性,不產(chǎn)生光腐蝕的制氫材料
C 研制具有特殊結(jié)構(gòu)的新型光催化劑,開(kāi)發(fā)低成本、高性能光催化材料
D 研究新的光解水的催化機(jī)制,使利用紅外光進(jìn)行光解水制氫成為可能
(4)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。
已知:CH4(g) + H2O(g) = CO(g)+ 3H2 (g) ΔH= -206.2 kJmol-1
CH4(g) + CO2 (g) = 2CO(g)+ 2H2 (g) ΔH= -247.4 kJmol-1
則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為:_________
(5)利用廢棄的H2S的熱分解可生產(chǎn)H2:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),F(xiàn)將0.30 mol H2S(g)通入到壓強(qiáng)為p的恒壓密閉容器中,在不同溫度下測(cè)得H2S的平衡轉(zhuǎn)化率如圖3所示:
①溫度為T4℃時(shí),初始體積為1L,t分鐘后,反應(yīng)達(dá)到平衡,該溫度下的平衡常數(shù)K=________。
②若保持恒溫T℃,將一定量的 H2S(g)通入到恒壓密閉容器中,反應(yīng)一段時(shí)間后,壓強(qiáng)為p的體系恰好達(dá)到平衡,試在圖4上畫(huà)出不同起始?jí)簭?qiáng)下H2S轉(zhuǎn)化率的趨勢(shì)圖________。
【答案】H(或氫)原子 4CO32- + 2H2O -4e- = O2 + 4HCO3- BCD CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g) △H= - 165.0kJ . mol-1 1/45或2.2 ×10-2
【解析】
(1)由圖可知,水的分解化學(xué)鍵斷裂先生成H原子與O原子,氫原子結(jié)合生成氫氣,氧原子結(jié)合生成氧氣,由水的分子式可知?dú)湓游镔|(zhì)的量是氧原子2倍,故A為氫原子、B為氧原子;故答案為H(或氫)原子;
(2)圖2為用電解法制備H2,根據(jù)圖中信息可知,陽(yáng)極上碳酸根離子轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子,碳的化合價(jià)不變,則應(yīng)由水電離產(chǎn)生的氫氧根離子失電子產(chǎn)生氧氣,結(jié)合電子得失知,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:4CO32- + 2H2O -4e-=O2 + 4HCO3-;
(3)A、光催化劑大多僅在紫外光區(qū)穩(wěn)定有效,能夠在可見(jiàn)光區(qū)使用的光催化劑不但催化活性低,但催化劑有選擇性,不同催化劑的效果不同,而且?guī)缀醵即嬖诠飧g現(xiàn)象,需使用犧牲劑進(jìn)行抑制,將研究方向?qū)W⒂谧贤夤鈪^(qū),同時(shí)也要考慮可見(jiàn)光區(qū),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B、光催化劑能夠在可見(jiàn)光區(qū)使用的光催化劑不但催化活性低,而且?guī)缀醵即嬖诠飧g現(xiàn)象,需使用犧牲劑進(jìn)行抑制,必須研究光腐蝕機(jī)理,尋找高穩(wěn)定性,不產(chǎn)生光腐蝕的制氫材料,選項(xiàng)B正確;
C、研制具有特殊結(jié)構(gòu)的新型光催化劑,開(kāi)發(fā)低成本、高性能光催化材料,提高能量轉(zhuǎn)化效率,選項(xiàng)C正確;
D、光催化劑能夠在可見(jiàn)光區(qū)使用的光催化劑不但催化活性低,需使用犧牲劑進(jìn)行抑制,故需研究新的光解水的催化機(jī)制,使利用紅外光進(jìn)行光解水制氫,選項(xiàng)D正確;
答案選BCD;
(4)已知:①CH4(g) + H2O(g)=CO(g)+ 3H2 (g) ΔH1= -206.2 kJmol-1
②CH4(g) + CO2 (g)=2CO(g)+ 2H2 (g) ΔH2= -247.4 kJmol-1
根據(jù)蓋斯定律,由①2-②得反應(yīng)CH4(g) + 2H2O(g)=CO2(g) + 4H2(g) ΔH= ΔH12-ΔH2= - 165.0kJ . mol-1;
(5)①溫度為T4℃時(shí),初始體積為1L,t分鐘后,反應(yīng)達(dá)到平衡,0.30 mol H2S(g),H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,根據(jù)反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)+S2(g)可知,平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度分別為0.18mol/L、0.12mol/L、0.06mol/L,該溫度下的平衡常數(shù)K==1/45=2.2 ×10-2;
②若保持恒溫T℃,將一定量的H2S(g)通入到恒壓密閉容器中,反應(yīng)一段時(shí)間后,壓強(qiáng)為p的體系恰好達(dá)到平衡,反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,H2S的轉(zhuǎn)化率增大,當(dāng)達(dá)平衡后,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),H2S轉(zhuǎn)化率減小,故不同起始?jí)簭?qiáng)下H2S轉(zhuǎn)化率的趨勢(shì)圖為。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上有重要的用途。硼鎂泥是硼鎂礦生產(chǎn)硼砂的廢渣,其主要成分是MgCO3,還含有MgO、CaO、Fe2O3、FeO、MnO2、Al2O3、SiO2等雜質(zhì),工業(yè)上用硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如圖:
已知:①MnO2不溶于稀硫酸。
②CaSO4和MgSO4·7H2O在不同溫度下的溶解度(g)數(shù)據(jù)如下表所示:
溫度/℃ 物質(zhì) | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 |
CaSO4 | 0.19 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.19 |
MgSO4·7H2O | 30.9 | 35.5 | 40.8 | 45.6 | —— |
(1)開(kāi)始用到硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%,密度為1.61g/cm3,則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為___。
(2)濾渣A中除含少量CaSO4·2H2O外,還有___。
(3)加入MgO后,加熱煮沸的目的是___。
(4)若濾渣B的主要成分為Al(OH)3和Fe(OH)3。則加入NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為___。
(5)流程中操作1為蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾,這樣即可得到CaSO4·2H2O,又防止___。
(6)獲取MgSO4·7H2O的操作2為:___、___、過(guò)濾洗滌。
(7)已知開(kāi)始硼鎂泥樣品的質(zhì)量為ag,制取七水硫酸鎂的質(zhì)量為bg,據(jù)此能計(jì)算出硼鎂泥中鎂元素的含量嗎?若能,請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。___(能或不能),表達(dá)式(或理由)為___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Ⅰ.已知銅在常溫下能被HNO3溶解。反應(yīng)方程式為: 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)請(qǐng)將上述反應(yīng)改成離子方程式,并用單線橋法表示電子得失的方向和數(shù)目_______。
(2)若生成0.2mol的NO,則該過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子是___________mol。
(3)被還原的硝酸占參加反應(yīng)硝酸的比例為___________。
Ⅱ.某一反應(yīng)體系有反應(yīng)物和生成物共五種物質(zhì):O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2;已知該反應(yīng)中H2O2只發(fā)生如下過(guò)程:H2O2→ O2,寫(xiě)出該化學(xué)方程式_________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHCH3COO-+ H+,下列說(shuō)法正確的是
A.向體系中加入少量CH3COONa固體,平衡向左移動(dòng),c(CH3COO-)下降
B.向體系中加水稀釋?zhuān)胶庀蛴乙苿?dòng),溶液中所有離子的濃度都減小
C.加入少量NaOH固體(忽略溶解熱效應(yīng)),平衡向右移動(dòng),水的電離程度也隨之增大
D.升高體系溫度(忽略醋酸揮發(fā)),溶液中H+數(shù)目增多,平衡一定向左移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。葡萄糖酸鈣可通過(guò)以下反應(yīng)制得:
C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr
2C6H12O7(葡萄糖酸)+CaCO3→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸鈣)+H2O+CO2
實(shí)驗(yàn)流程如下:
C6H12O6溶液濾液懸濁液Ca(C6H11O7)2
已知:葡萄糖酸鈣微溶于乙醇,可溶于冷水,易溶于熱水。則下列說(shuō)法不正確的是
A.第②步充分反應(yīng)后CaCO3固體需有剩余,其目的是確保葡萄糖酸完全轉(zhuǎn)化為鈣鹽
B.第④步加入乙醇的作用是減小葡萄糖酸鈣在水中的溶解量,使其結(jié)晶析出
C.第⑤步過(guò)濾時(shí),發(fā)現(xiàn)有固體產(chǎn)品殘留在原容器壁上,可加少量熱水沖洗再轉(zhuǎn)移至過(guò)濾器內(nèi)
D.可用O2代替Br2,在葡萄糖氧化酶作用下氧化葡萄糖進(jìn)而制備葡萄糖酸鈣
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是某些有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖:
已知:①油脂A的分子式為C57H104O6,且反應(yīng)生成C、D的物質(zhì)的量之比為1: 3
②E的分子式為C3H6O,含有甲基且所有碳原子都是飽和碳原子
③G是一種可降解高聚物,其化學(xué)式可表示為
試回答下列問(wèn)題:
(1)G中官能團(tuán)的名稱是_______,D的分子式為_____________,E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________。
(2)下列關(guān)于苯甲酸說(shuō)法正確的是_______
A 其結(jié)構(gòu)式為
B 其苯環(huán)上的一氯代物有3種
C 1個(gè)分子可與4個(gè)氫氣分子發(fā)生加成反應(yīng)
D 與圖中有機(jī)物C反應(yīng)可得到5種不同的酯類(lèi)物質(zhì)(不考慮立體異構(gòu))
(3)烴B與苯在一定條件下1:1反應(yīng)生成F,分析F的1H核磁共振譜圖,共有5個(gè)吸收峰,且峰面積之比為1:1:2:2:6,寫(xiě)出B與苯反應(yīng)生成F的化學(xué)方程式:____________________________。
(4)寫(xiě)出所有符合下列要求的E的同分異構(gòu)體(不包括E):_________________________________。
①鏈狀化合物 ②氫譜上只有3組峰 ③分子中不含C=C—OH結(jié)構(gòu)
(5)現(xiàn)有甲苯與C的混合液體,其含碳量為60%。取92g該混合液體完全燃燒,將產(chǎn)物依次通過(guò)裝有足量濃硫酸和堿石灰的裝置完全吸收,則裝有濃硫酸的裝置質(zhì)量增重________g,甲苯與C的物質(zhì)的量之比為__________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列離子方程式中,正確的是( )
A. 小蘇打溶液與少量澄清石灰水混合:Ca2++OH-+HCO3-===CaCO3↓+H2O
B. AlCl3溶液中加入足量的氨水:Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
C. 將氯氣通入水中:Cl2+H2O===Cl-+ClO-+2H+
D. 向Fe(NO3)2溶液中加入稀鹽酸:3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++NO↑+2H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】吲哚類(lèi)化合物以其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其擁有重要的生理活性,在農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工、香料和染料等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。下圖是合成“氮-苯甲;-2-甲基-3吲哚乙酸甲酯”的路線
已知: CH3CH=CHCOOH+CO2+H2O
回答下列問(wèn)題
(1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________,B分子中含有的官能團(tuán)為________(填官能團(tuán)名稱)。
(2)反應(yīng)③為取代反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(3)C的名稱為________。
(4)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________,反應(yīng)⑤的反應(yīng)類(lèi)型為________。
(5)B有多種同分異構(gòu)體,其中與B含有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體有________種。
(6)已知
參照上述合成路線,以為原料(無(wú)機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備的合成路線________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在高壓下氮?dú)鈺?huì)發(fā)生聚合得到高聚氮,這種高聚氮的N—N鍵的鍵能為160kJ·mol-1(N2的鍵能為942kJ·mol-1),晶體片段結(jié)構(gòu)如右圖所示。又發(fā)現(xiàn)利用N2可制取出N5、N3。含N5+離子的化合物及N60、N5極不穩(wěn)定。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. 按鍵型分類(lèi),該晶體中含有非極性共價(jià)鍵
B. 含N5+離子的化合物中既有離子鍵又有共價(jià)鍵
C. 高聚氮與N2、N3、N5、N5+、N60互為同素異形體
D. 這種固體的可能潛在應(yīng)用是烈性炸藥或高能材料
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