【題目】乙烷(C2H6)作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,請回答下列問題:(如圖所示,裝置Ⅰ為乙烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ實現(xiàn)鐵棒上鍍銅。
①a處應(yīng)通入______(填“C2H6”或“O2”),a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是____________________________________;
②電鍍結(jié)束后,裝置Ⅰ中溶液的pH______(填寫“變大”“變小”或“不變”,下同),裝置Ⅱ中Cu2+的物質(zhì)的量濃度______;
③電鍍結(jié)束后,裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH-以外還含有___________(忽略水解);在此過程中若完全反應(yīng),裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化12.8 g,則裝置Ⅰ中理論上消耗乙烷________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
【答案】 C2H6 C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O 變小 不變 CO32- 0.64
【解析】試題分析:本題考查乙烷燃料電池,電鍍原理以及多池串聯(lián)裝置的計算。裝置II實現(xiàn)鐵棒上鍍銅,根據(jù)電鍍原理,則Fe為陰極,Cu為陽極,Fe極與a極相連,Cu極與b極相連,a極為負極,b極為正極。
①乙烷燃料電池中,通入乙烷的一極為負極,通入O2的一極為正極,a處應(yīng)通入C2H6。由于電解質(zhì)溶液為KOH溶液,a處C2H6發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO32-,1molC2H6失去14mol電子,a處的電極反應(yīng)式為C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O。
②裝置I中電池總反應(yīng)為2C2H6+7O2+8OH-=4CO32-+10H2O,OH-濃度減小,pH變小。裝置II中Cu極的電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+,Fe極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,裝置II中Cu2+的物質(zhì)的量濃度不變。
③根據(jù)裝置I中的電池總反應(yīng),電鍍結(jié)束后裝置I溶液中的陰離子除了OH-外還含有CO32-。裝置II中陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,裝置I中負極反應(yīng)式為C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O,根據(jù)電子守恒,2n(Cu)=14n(C2H6),n(C2H6)=n(Cu)==mol,消耗乙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為mol22.4L/mol=0.64L。
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【題目】金剛烷是一種重要的化工原料,工業(yè)上可通過下列途徑制備:
請回答下列問題:
(1)環(huán)戊二烯分子中最多有 __________個原子共平面;
(2)金剛烷的分子式為 ____________ ;
(3)下面是以環(huán)戊烷為原料制備環(huán)戊二烯的合成路線:
其中,反應(yīng)①的產(chǎn)物名稱是 __________,反應(yīng)②的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件是 __________。
(4)已知烯烴能發(fā)生如下反應(yīng):
請寫出下列反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式:
____________________________________。
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【題目】近年來霧霾天氣經(jīng)常肆虐北京、天津、河北等地區(qū),其中汽車尾氣和燃煤是造成空氣污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反應(yīng)機理,對消除和防治環(huán)境污染有重要意義。
(1) 對于2NO(g) + 2H2(g) = N2(g) + 2H2O(g) △H = 665 kJ/mol 的反應(yīng)分三步完成:
① 2NO(g) = N2O2(g) (快)
② N2O2(g) + H2(g) = N2O(g) + H2O(g) (慢)
③ ______________________________ (快),請完成第③步的化學(xué)方程式。因此決定此總反應(yīng)速率的是第_____步的反應(yīng)。(填序號)
(2) 已知:H2(g) + CO2(g) = H2O(g) + CO(g) △H = + 41 kJ/mol汽車尾氣的凈化原理主要是用催化劑把NO與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種對大氣無污染的氣體,試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______________。
該反應(yīng)在一定條件下達到平衡后,為了能加快反應(yīng)速率并讓反應(yīng)向正方向移動,可采取的措施有:(__________)
A.適當(dāng)升高溫度 B.適當(dāng)降低溫度 C.壓縮體積增大壓強 D.使用正催化劑
該反應(yīng)采取上述措施重新達到平衡后K值將______(填“增大”、“減小”和“不變”)
(3) 升高溫度能讓絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)加快反應(yīng)速率,但是研究發(fā)現(xiàn)2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) △H < 0 存在一些特殊現(xiàn)象,F(xiàn)有某化學(xué)小組通過實驗測得不同溫度下該反應(yīng)速率常數(shù)k (代表反應(yīng)速率的一個常數(shù))的數(shù)值如下表:
T(K) | k | T(K) | k | T(K) | k |
143 | 1.48 × 105 | 273 | 1.04 × 104 | 514 | 3.00 × 103 |
195 | 2.58 × 104 | 333 | 5.50 × 103 | 613 | 2.80 × 103 |
254 | 1.30 × 104 | 414 | 4.00 × 103 | 663 | 2.50 × 103 |
由實驗數(shù)據(jù)測到v(正)~c(O2)的關(guān)系如圖所示,當(dāng)x點升高到某一溫度時,反應(yīng)重新達到平衡,則變?yōu)橄鄳?yīng)的點為_____點(填字母),并解析原因:①__________,②__________。
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【題目】(1)在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。在提純時為了除去Fe2+,常加入合適氧化劑,使Fe2+氧化為Fe3+,下列物質(zhì)可采用的是________
A. KMnO4 B. H2O2 C. Cl2 水 D. HNO3
然后再加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整至溶液pH=4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,可以達到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的,調(diào)整溶液pH可選用下列中的________
A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2
(2)甲同學(xué)懷疑調(diào)整至溶液pH=4是否能達到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的,乙同學(xué)認為可以通過計算確定,他查閱有關(guān)資料得到如下數(shù)據(jù),常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20,通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時就認為沉淀完全,設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L-1,則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為________,Fe3+完全沉淀時溶液的pH為________,通過計算確定上述方案________(填“可行”或“不可行”)(已知lg2=0.3)
(3)同學(xué)們用0.1000 mol·L-1的酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定某試樣中過氧化氫的含量,反應(yīng)原理為2MnO4-+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑。
①滴定到達終點的現(xiàn)象是______________________________________。
②用移液管吸取25.00 mL試樣置于錐形瓶中,重復(fù)滴定四次,每次消耗的酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積如下表所示:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | |
體積(mL) | 17.10 | 18.10 | 17.00 | 16.90 |
則試樣中過氧化氫的濃度為___________mol·L-1。
③若滴定前尖嘴中有氣泡,滴定后消失,則測定結(jié)果______(填“偏低”、“偏高”或“不變”)。
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【題目】普通水泥在固化過程中其自由水分子減少并形成堿性溶液。根據(jù)這一物理化學(xué)特點,科學(xué)家發(fā)明了電動勢法測水泥的初凝時間。此法的原理如圖所示,反應(yīng)的總方程式為2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag,下列有關(guān)說法正確的是 ( )
A. 2 mol Cu與1 mol Ag2O的總能量低于1 mol Cu2O與2 mol Ag具有的總能量
B. 負極的電極反應(yīng)式為2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O
C. 測量原理示意圖中,電流方向從Cu→Ag2O
D. 電池工作時,OH-向正極移動
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【題目】電解Na2CO3溶液制取NaHCO3溶液和NaOH溶液的裝置如下圖所示。下列說法中,不正確的是
A. 陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A是H2
B. 溶液中Na+由陽極室向陰極室遷移
C. 陽極OH﹣放電,H+濃度增大,CO32-轉(zhuǎn)化為HCO3-
D. 物質(zhì)B是NaCl,其作用是增強溶液導(dǎo)電性
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【題目】乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯水合法生產(chǎn),反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:C2H4(g) + H2O(g) C2H5OH(g) ,下圖為乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)、壓強(P)的關(guān)系[起始n(C2H4) : n(H2O) =1:1]。
下列有關(guān)敘述正確的是
A. Y對應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量分數(shù)為
B. X、Y、Z對應(yīng)的反應(yīng)速率:υ(X) >υ(Y) >υ(Z)
C. X、Y、Z對應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值:KX < KY <KZ
D. 增大壓強、升高溫度均可提高乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率
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【題目】下列表示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語或說法中,正確的是( )
A. 氮氣分子的電子式是:N::N:
B. 苯的結(jié)構(gòu)簡式是C6H6
C. 中子數(shù)為18的氯原子符號是18Cl
D. 用電子式表示NaCl的形成過程是
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【題目】碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石 ②晶體硅 ③碳化硅中它們的熔點,從高到低的順序是( )
A. ①③② B. ②③① C. ③①② D. ②①③
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