【題目】請運用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。

1)近年來,我國儲氫納米碳管研究取得重大進展,用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒(雜質(zhì)),酸性K2Cr2O7溶液可將這種碳納米顆粒氧化為無毒氣體而除去,該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為Cr3+,請寫出相應(yīng)的離子方程式:___________________________

2)甲醇是一種新型燃料,甲醇燃料電池即將從實驗室走向工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)上一般以COH2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g) ΔH1=-116kJ·mol-1

①下列措施中可增大H2的平衡轉(zhuǎn)化率的是_________;

A.升高反應(yīng)溫度 B.增大體系壓強

C.使用高效催化劑 D.及時將CH3OH與反應(yīng)混合物分離

②向2L的恒容密閉容器中充入1mol CO2mol H2,進行上述反應(yīng),5min后達到平衡狀態(tài),此時體系的壓強變?yōu)樵瓉淼?/span>。則此段時間v(H2)=__________mol·L-1·min-1 。

③已知:

2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) ΔH2=-566kJ·mol-1

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g) ΔH3=-484kJ·mol-1

則氣態(tài)甲醇燃燒生成CO2和水蒸氣時的熱化學(xué)方程式為_______________________;

在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。下圖是上述三種溫度下不同的H2CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。

請回答:

。谏鲜鋈N溫度中,曲線Z對應(yīng)的溫度是_______。

ⅱ.利用圖中a點對應(yīng)的數(shù)據(jù),計算出曲線Z在對應(yīng)溫度下

CO (g) +2H2 (g)CH3OH (g)的平衡常數(shù)K的值為=_____

3CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×109。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為5.6×105mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為______。

【答案】 3C+2Cr2O72-+16H===3CO2↑+4Cr3++8H2O BD 0.1 2CH3OH (g) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 4H2O (g) ΔH=-1302kJ·mol-1 270℃ 4 2.0 ×10-4mol/L

【解析】1)反應(yīng)中C元素的化合價由0價升高為+4價,Cr元素的化合價由+6價降低為+3價,該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12e-,由電子守恒和質(zhì)量守恒定律可得知反應(yīng)的離子方程式為3C2Cr2O7216H3CO24Cr38H2O;(2A、正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進行,轉(zhuǎn)化率降低,A錯誤;B、正反應(yīng)體積減小,壓強增大,平衡向正反應(yīng)方向進行提高轉(zhuǎn)化率,B正確;C、使用催化劑,不能改變平衡狀態(tài),C錯誤。D及時將CH3OH與反應(yīng)混合物分離,促進平衡向正反應(yīng)方向進行提高轉(zhuǎn)化率D正確;答案選BD;②根據(jù)反應(yīng)可知

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)

起始量mol1 2 0

轉(zhuǎn)化量(molx 2x x

平衡量(mol1x 22x x

解得x0.5

所以此段時間v(H2)=1mol/(2L×5min)=0.1mol·L-1·min-1

③根據(jù)反應(yīng):ⅰCO (g) +2H2 (g) CH3OH (g) △H1=-116kJ/mol

2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) ΔH2=-566kJ·mol-1;

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g) ΔH3=-484kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律:ⅱ+(ⅲ-ⅰ)×2得2CH3OH (g) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 4H2O (g) ΔH=-1302kJ·mol-1;④ⅰ根據(jù)反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H1=-116kJ/mol,是放熱反應(yīng),溫度越高,轉(zhuǎn)化率越低,所以曲線Z對應(yīng)的溫度是270;iia點時,CO轉(zhuǎn)化率50%,

CO(g) + 2H2(g) =CH3OH(g)

開始時濃度/mol/L 1 1.5 0

轉(zhuǎn)化的濃度/mol/L 0.5 1 0.5

平衡時濃度/mol/L 0.5 0.5 0.5

K===4 L2/mol2;

3Na2CO3溶液的濃度為5.6×10-5mol/L,等體積混合后c(CO32-)=×5.6×10-5mol/L=2.8×10-5mol/L,根據(jù)Ksp= c(CO32-) c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)==1×10-4 mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×1×10-4 mol/L=2×10-4 mol/L。

練習(xí)冊系列答案
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①這四種物質(zhì)的化學(xué)式分別是:

A_____,B_____,C_____,D_____

②B→C的化學(xué)反應(yīng)方程式為__

(2)若A是一種常見的氣體,請完成下列問題:

①這四種物質(zhì)的化學(xué)式分別是:

A_____,B ____,C_____,D__________;

②C→B的化學(xué)反應(yīng)方程式為__

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(2)取少量消毒液滴加到AgNO3溶液中,現(xiàn)象是出現(xiàn)白色沉淀,說明消毒液中有____

(3)消毒液稀釋后噴灑在空氣中,可以生成有漂白性的物質(zhì),請寫出此過程的離子反應(yīng)方程式:___________;

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②1molB經(jīng)上述反應(yīng)可生成2molC,且C不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

③D屬于單取代芳香烴,其相對分子質(zhì)量為106。

④核磁共振氫譜顯示F苯環(huán)上有兩種化學(xué)環(huán)境的氫。

回答下列問題:

(1)由A生成B的化學(xué)方程式為______________,反應(yīng)類型為________。

(2)D的化學(xué)名稱是________,由D生成E的化學(xué)方程式為:_______________。

(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為__________________

(4)F的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的有多種(不考慮立體異構(gòu))。其中核磁共振氫譜中有4組峰,且面積比為6:2:2:1的是____________。(寫出其中的一種的結(jié)構(gòu)簡式)。

(5)由苯和化合物C經(jīng)如下步驟可合成N-異丙基苯胺。

反應(yīng)條件1所選擇的試劑為_______;反應(yīng)條件2所選擇的試劑為________;I的結(jié)構(gòu)簡式為____________

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