【題目】CH4既是一種重要的能源,也是一種重要的化工原料。
(1)甲烷的電子式為__。
(2)甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒,其目的是__。
(3)以CH4為燃料可設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染的燃料電池,其工作原理如圖所示,則通入a氣體的電極名稱為__,通入b氣體的電極反應(yīng)式__。(質(zhì)子交換膜只允許H+通過)
(4)在一定溫度和催化劑作用下,CH4與CO2可直接轉(zhuǎn)化成乙酸,這是實(shí)現(xiàn)“減排”的一種研究方向。
①在不同溫度下,催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示,則該反應(yīng)的最佳溫度應(yīng)控制在__左右。
②該反應(yīng)催化劑的有效成分為偏鋁酸亞銅(CuAlO2,難溶物)。將CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體,其離子方程式為__。
(5)CH4還原法是處理NOx氣體的一種方法。已知一定條件下CH4與NOx反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2和CO2,若標(biāo)準(zhǔn)狀況下8.96LCH4可處理22.4LNOx,則x值為__。
【答案】 提供CH4分解所需的能量 負(fù)極 O2+4H++4e-=2H2O 250℃ 3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑ 1.6
【解析】
(1)甲烷屬于共價(jià)化合物,以共用電子對形成共價(jià)鍵;
(2)甲烷分解需要熱量,燃燒可提供部分能量;
(3)由圖可知,通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應(yīng),故應(yīng)通入甲烷,該極為負(fù)極,通入b為氧氣,得到電子,在酸性條件下生成水;
(4)①根據(jù)乙酸反應(yīng)速率最大,催化活性最高選擇;②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體,生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅,反應(yīng)還有水生成,寫出離子方程式并配平;
(5)根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算;
根據(jù)以上分析解答。
(1甲烷屬于共價(jià)化合物,以共用電子對形成共價(jià)鍵,甲烷的電子式為:;
答案為:。
(2)甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時要通入適量空氣使部分甲烷燃燒,其目的是提供甲烷分解所需的能量;
答案為:提供CH4分解所需的能量。
(3)由圖可知,通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應(yīng),故應(yīng)通入甲烷,該極為負(fù)極,通入b為氧氣,得到電子,在酸性條件下生成水,正極反應(yīng)式為:O2+4H++4e-=2H2O;
答案為:負(fù)極 ;O2+4H++4e-=2H2O 。
(4)①250℃時乙酸反應(yīng)速率最大,催化活性最高;
答案為:250℃。
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成兩種鹽并放出NO氣體,生成的鹽為硝酸鋁、硝酸銅,反應(yīng)還有水生成,反應(yīng)離子方程式為:3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑。
答案為:3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++8H2O+NO↑。
(5)反應(yīng)中C元素化合價(jià)由CH4里的-4價(jià)變成CO2里的+4價(jià),N元素由NOx里的+2x變成N2里的0,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目相等可得關(guān)系式:8.96L[4-(-4)]=22.4L2x,解得x=1.6;
答案為:1.6。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某地酸雨可能含有下表中的離子。取一定量該地酸雨分成A、B、C、D四份,進(jìn)行如下探究:
請回答下列問題:
(1)該酸雨中肯定存在的離子有____________________________________________。
(2)不能肯定存在的陰離子是________,能證明該陰離子是否存在的簡單實(shí)驗(yàn)操作為________________________________________________________________________。
(3)寫出溶液中滴加淀粉KI溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:______________________________。
(4)為了探究NO參與的硫酸型酸雨的形成,在燒瓶中充入含有少量NO的SO2氣體,慢慢通入O2,再噴射適量蒸餾水即得硫酸型酸雨,NO的作用為__________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,1mol化學(xué)鍵斷裂形成氣態(tài)原子所需要的能量用表示。結(jié)合表中信息判斷下列說法不正確的是( )
共價(jià)鍵 | H-H | F-F | H-F | H-Cl | H-I |
E(kJ/mol) | 436 | 157 | 568 | 432 | 298 |
A. 432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol B. 表中最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是H-F鍵
C. H2(g)→2H(g) △H=+436kJ/mol D. H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-25kJ/mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】草酸是一種二元弱酸,可用作還原劑、沉淀劑等。某校課外小組的同學(xué)設(shè)計(jì)利用C2H2氣體制取H2C2O4·2H2O。回答下列問題:
(1)甲組的同學(xué)以電石(主要成分CaC2,少量CaS及Ca3P2雜質(zhì)等)為原料,并用下圖1裝置制取C2H2。
①電石與水反應(yīng)很快,為了減緩反應(yīng)速率,裝置A中除用飽和食鹽水代替水之外,還可以采取的措施是__________(寫一種即可)。
②裝置B中,NaClO將H2S、PH3 氧化為硫酸及磷酸,本身被還原為NaCl,其中PH3被氧化的離子方程式為______。該過程中,可能產(chǎn)生新的雜質(zhì)氣體Cl2,其原因是: _____________(用離子方程式回答)。
(2)乙組的同學(xué)根據(jù)文獻(xiàn)資料,用Hg(NO3)2作催化劑,濃硝酸氧化C2H2制取H2C2O4·2H2O。制備裝置如上圖2所示:
①裝置D中多孔球泡的作用是______________________。
②裝置D中生成H2C2O4的化學(xué)方程式為____________________________。
③從裝置D中得到產(chǎn)品,還需經(jīng)過_____________(填操作名稱)、過濾、洗滌及干燥。
(3)丙組設(shè)計(jì)了測定乙組產(chǎn)品中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)。他們的實(shí)驗(yàn)步驟如下:準(zhǔn)確稱取m g產(chǎn)品于錐形瓶中,加入適量的蒸餾水溶解,再加入少量稀硫酸,然后用c mol·L-1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定至終點(diǎn),共消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL。
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______________________。
②滴定過程中發(fā)現(xiàn)褪色速率開始很慢后逐漸加快,分析可能的原因是_______________。
③產(chǎn)品中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________(列出含 m、c、V 的表達(dá)式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)元素周期表體現(xiàn)了元素周期律,元素周期律的本質(zhì)是原子核外電子排布的周期性變化。
①下表中的實(shí)線是元素周期表的部分邊界。請?jiān)诒碇杏脤?shí)線補(bǔ)全周期表的邊界_____________。
②元素甲是第三周期第VIA族元索,請?jiān)谟疫叿娇蛑邪瓷蠄D中氫元素的樣式寫出元素甲的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱和相對原子質(zhì)量(取整數(shù))________________。
③元素乙的M層電子數(shù)比K層電子數(shù)多1,則乙原子半徑與甲原子半徑比較: _______>________(用元素符號表示)。甲、乙的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱為_______>________(用化學(xué)式表示)。
④請寫出55號元素在元素周期表中的位置:_______________________________
(2) 工業(yè)合成氨的反應(yīng)N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)是一個可逆反應(yīng)、反應(yīng)條件是高溫、 高壓,并且需要合適的催化劑。已知形成1mol H一H鍵、1mol N一H鍵、Imol 鍵放出的能量分別為436kJ、391kJ、946kJ。
①若1mol N2完全反應(yīng)生成NH3可____________(填“吸收”或“放出”)熱量_________ kJ。
②如果將1mol N2和3mol H2混合,在一定條件下使其充分反應(yīng),測得的熱量數(shù)值總小于上述數(shù)值,
其原因是_______________________________________________________________
③實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成氨時,在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行,反應(yīng)經(jīng)過10min后,生成10molNH3則用N2表示的化學(xué)反應(yīng)速率是_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2,實(shí)驗(yàn)過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),下列分析正確的是( )
A.OE段表示的平均速率最快
B.EF段,用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4 mol·L-1·min-1
C.OE、EF、FG三段中,該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7
D.F點(diǎn)收集到的CO2的量最多
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g) 2C(g),達(dá)到平衡后,在不同的時間段內(nèi)反應(yīng)物的濃度隨時間的變化如圖甲所示,正逆反應(yīng)速率隨時間的變化如圖乙所示,下列說法中正確的是( )
A.30~40 min間該反應(yīng)使用了催化劑
B.化學(xué)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.30 min時降低溫度,40 min時升高溫度
D.8 min前A的平均反應(yīng)速率為0.08 mol·L-1·min-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】消除含氮、硫等化合物的污染對建設(shè)美麗家鄉(xiāng),打造宜居環(huán)境具有重要意義。
I.用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染,NOx若以NO為例,在恒容容器中進(jìn)行反應(yīng):4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。
(1)以下選項(xiàng)可以判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。
A..4v正(NH3)=5v逆(N2) B.反應(yīng)體系中氣體密度不變
C..反應(yīng)體系中氣體壓強(qiáng)不變 D.反應(yīng)體系中氣體平均摩爾質(zhì)量不變
(2)圖I中曲線表示轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時間的關(guān)系。若改變起始條件,使反應(yīng)過程由a狀態(tài)轉(zhuǎn)為b狀態(tài)進(jìn)行,可采取的措施是_______
A.降低溫度 B.增大反應(yīng)物中NO的濃度
C.加催化劑 D.向密閉容器中通入氬氣
II.燃煤煙氣中含有大量SO2和NO。某科研小組研究臭氧氧化的堿吸收法同時脫除SO2和NO工藝,反應(yīng)進(jìn)程如圖II所示。
反應(yīng)1:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)
反應(yīng)2:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)
已知該體系中溫度80℃以上臭氧發(fā)生分解反應(yīng):2O33O2。且100℃時臭氧的分解率約為10%。請回答:
(1)寫出反應(yīng)1的熱化學(xué)方程式_______,反應(yīng)1在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的熵變ΔS_______0(填“大于”或“小于”)。
(2)其他條件不變,向五個體積固定為1L的密閉容器中均充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模擬煙氣和2.0mol O3,在不同溫度下反應(yīng)相同時間后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:
①若P、Q兩點(diǎn)為非平衡點(diǎn),試分析P點(diǎn)轉(zhuǎn)化率大于Q點(diǎn)的可能原因_______。100℃,t秒時反應(yīng)1進(jìn)行到P點(diǎn),反應(yīng)從開始到t秒時NO的平均速率v(NO)=_______mol·L1·s1(用含t的式子表示)。
②若Q點(diǎn)為平衡點(diǎn),100℃下反應(yīng)2的平衡常數(shù)的數(shù)值約為_______(精確到0.01)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】無水AlCl3易升華,可用作有機(jī)合成的催化劑等。工業(yè)上以鋁土礦(Al2O3、Fe2O3)為原料制備無水AlCl3的工藝流程如下:
(1) 氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
(2)用Na2SO3溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl2,此反應(yīng)的離子方程式為__________。
(3)升華器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入少量Al,其作用是________。
(4)為測定制得的無水AlCl3產(chǎn)品(含雜質(zhì)FeCl3)的純度,稱取16.25 g無水AlCl3樣品,溶于過量的NaOH溶液中,過濾出沉淀物,沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重,得其質(zhì)量為0.32 g。
① 寫出上述除雜過程中涉及的離子方程式___________、____________。
② AlCl3產(chǎn)品的純度為________。
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