【題目】(1) 已知: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1 = akJ/mol;
CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2 (g) △H2 = bkJ/mol;
2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g) △H3 = ckJ/mol;
反應CO2(g)+ CH4(g)=2CO(g) + 2H2(g) 的△H = _____kJ/mol;
(2) 科學家用氮化鎵材料與銅組裝如圖10的人工光合系統(tǒng),利用該裝置成功地實現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。
①寫出銅電極表面的電極反應式_____________。
②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量_______ (選填“鹽酸”或“硫酸”)。
(3) 天然氣中的H2S 雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS 溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫出再生反應的化學方程式___________。
(4) 將甲烷和硫反應可以制備CS2,其流程如圖11所示:
①寫出發(fā)生反應1的化學反應方程式___________。
②反應1產(chǎn)生兩種含硫的物質(zhì),為了提高CS2的產(chǎn)率,設計反應2和3實現(xiàn)硫單質(zhì)循環(huán)利用,實驗時需對反應1出來的氣體分流,則進入反應2 和反應3 的氣體物質(zhì)的量之比為___________。
③當反應1中每有1molCS2生成時,反應2中需要消耗O2的物質(zhì)的量為___________。
【答案】 a+2b-2c CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O 硫酸 2NH4HS+O2=2S↓+2NH3·H2O CH4+4S=CS2+2H2S 1:2 1mol
【解析】試題分析:本題考查蓋斯定律的應用,電極反應式的書寫,指定情境下方程式的書寫,含S化合物之間的轉(zhuǎn)化,物質(zhì)的量應用于化學方程式的計算。
(1)將反應編號,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1=akJ/mol(①式)
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=bkJ/mol(②式)
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3=ckJ/mol(③式)
應用蓋斯定律,將①式+②式2-③式2,得CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=(a+2b-2c)kJ/mol。
(2)①根據(jù)裝置圖中電子的流向和物質(zhì)的流向,Cu電極表面上CO2得電子被還原成CH4,CO2中C元素的化合價為+4價,CH4中C元素的化合價為-4價,1molCO2得8mol電子生成1molCH4,結(jié)合質(zhì)子交換膜,Cu電極表面的電極反應式為:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。
②GaN材料上的電極反應式為:4OH--4e-=O2↑+2H2O。為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量硫酸,不能加入鹽酸,若加入鹽酸,放電能力:Cl-OH-,GaN表面Cl-優(yōu)先放電產(chǎn)生Cl2。
(3)根據(jù)題意,一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,即NH4HS溶液與空氣作用生成S和氨水,再生反應的化學方程式為:2NH4HS+O2=2S↓+2NH3·H2O。
(4)由流程知,反應1的反應物為CH4和S,反應1產(chǎn)生兩種含硫的物質(zhì),生成物為CS2和H2S;生成的H2S一部分與過量O2作用發(fā)生反應2生成SO2,反應2生成的SO2與另一部分H2S發(fā)生反應3生成S,S循環(huán)利用。
①反應1的化學方程式為:CH4+4S=CS2+2H2S。
②反應2的化學方程式為:2H2S+3O2=2SO2+2H2O;反應3的化學方程式為:2H2S+SO2=3S↓+2H2O;為了充分利用S,進入反應2和反應3的氣體物質(zhì)的量之比為1:2。
③根據(jù)反應,反應1中每有1molCS2生成,同時生成2molH2S,2molH2S中進入反應2的為2mol=mol,則反應2消耗的O2為n(H2S)=1mol。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)1mol NH4+質(zhì)量為_____,其中含質(zhì)子、電子的數(shù)目分別為_____、_____。
(2)標準狀態(tài)下,672mL某氣體質(zhì)量為0.84g,該氣體摩爾質(zhì)量為_____。
CO 和CO2 混合氣體的密度相對氫氣為19,則CO 和CO2體積比為_________,若某原子的摩爾質(zhì)量是M g /mol,則一個該原子的真實質(zhì)量是____________g;將標準狀況下的aLHCl(g)溶于1000g水中,得到的鹽酸密度為bg/mL,則該鹽酸的物質(zhì)的量濃度是___________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】碳酸錳(MnCO3) 是理想的高性能強磁性材料,也是制備Mn2O3、MnO2等錳的氧化物的重要原料,廣泛用于電子、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。
(1) 工業(yè)上制備方程式為:MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3 ↓+ (NH4)2SO4+CO2 ↑+H2O。反應中通常需加入稍過量的NH4HCO3,且控制溶液的pH為6.8~7.4。加入稍過量的NH4HCO3的目的是_____。
(2) 實驗室模擬工業(yè)二氧化錳制備硫酸錳裝置如圖4所示。
①石灰乳的作用是________。
②反應過程中,為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下,可采取的合理措施有________。
(3) MnCO3 在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價態(tài)的錳的氧化物,且其固體殘留率隨溫度的變化如圖5 中A、B、C、D 點所示。則300℃時,剩余固體中錳元素與氧元素的物質(zhì)的量之比即n(Mn) :n(O)為_______; 圖中點D 對應固體的成分為______ (填化學式)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知離子的氧化性:Fe3+>SO,離子的還原性:S2->I->Fe2+,向FeCl3溶液中加入下列物質(zhì),溶液顏色不是因發(fā)生化學變化而改變的是( )
A. SO2 B. Na2S C. KI D. CuSO4
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳反應來制取少量的氯氣,反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(1)寫出該反應的離子方程式__________________________________________
(2)在反應中MnO2發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應。氧化產(chǎn)物為__________
(3)當0.1 mol MnO2參加反應時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為____,被氧化的HCl為________mol。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS,某同學以該廢催化劑為原料,回收其中的鋅和銅。采用的實驗方案如下:
已知:1.步驟①中發(fā)生的化學反應為非氧化還原反應 2.濾渣2的主要成分是SiO2和S,下列說法不正確的是
A. 步驟①,最好在通風櫥中進行
B. 步驟①和③,說明CuS不溶于稀硫酸而ZnS溶于稀硫酸
C. 步驟③,涉及的離子反應為CuS+H2O2+2H+Cu2++S+2H2O
D. 步驟②和④,均采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式獲取溶質(zhì)
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