【題目】碳及其化合物在能源和材料方面具有廣泛的用途,回答下列問題:
(1)已知CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l) =-607.31kJ/mol
2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) =-566.0kJ/mol
寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式____________。
(2)天然氣的一個(gè)重要用途是制取H2,其原理為:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 。在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.125mol/L的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。則:
①壓強(qiáng)P1_____P2(填 “>”或“<”);
②壓強(qiáng)為P2時(shí),在Y點(diǎn):v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③求Y點(diǎn)對應(yīng)溫度下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))
(3)CO可以合成二甲醚,2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H<0,二甲醚可以作為燃料電池的原料。
①寫出二甲醚在KOH做電解質(zhì)條件下的負(fù)極電極反應(yīng)式_____________________。
②利用此燃料電池以石墨為電極電解1L,0.5mol/L的CuSO4溶液,導(dǎo)線通過1mol電子時(shí),假設(shè)溶液體積不變,則所得溶液pH=_________,理論上消耗二甲醚________g(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。
【答案】 CH4(g)+2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890.31kJ·mol-1 < > 2.56 CH3OCH3-12e- +16OH- =2CO32- +11H2O 0 3.83
【解析】試題分析:本題考查蓋斯定律的應(yīng)用,化學(xué)平衡的圖像分析,化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,燃料電池電極反應(yīng)式的書寫,電化學(xué)的計(jì)算。
(1)將反應(yīng)編號:CH4(g)+ O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-607.31kJ/mol(①式)
2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ/mol(②式)
應(yīng)用蓋斯定律,將①式+②式得,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=(-607.31kJ/mol)+(-566.0kJ/mol)=-890.31kJ/mol,甲烷燃燒熱表示的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.31kJ/mol。
(2)①在橫坐標(biāo)上取一點(diǎn)作橫坐標(biāo)的垂直線,可見CH4的轉(zhuǎn)化率:P1條件下P2條件下;該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CH4的轉(zhuǎn)化率減;則P1P2。
②Y點(diǎn)不在曲線上,Y點(diǎn)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),Y點(diǎn)CH4的轉(zhuǎn)化率小于該條件下的平衡值,反應(yīng)正向進(jìn)行,Y點(diǎn):υ(正)υ(逆)。
③Y點(diǎn)對應(yīng)溫度下達(dá)到平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為80%,用三段式
CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)
c(起始)(mol/L) 0.125 0.125 0 0
c(轉(zhuǎn)化)(mol/L) 0.1 0.1250.8=0.1 0.2 0.2
c(平衡)(mol/L)0.025 0.025 0.2 0.2
反應(yīng)的平衡常數(shù)K==2.56。
(3)①KOH作電解質(zhì),CH3OCH3被氧化成CO32-,CH3OCH3中C元素的平均化合價(jià)為-2價(jià),1molCH3OCH3失去12mol電子,負(fù)極電極反應(yīng)式為:CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。
②n(CuSO4)=0.5mol/L1L=0.5mol,導(dǎo)線通過1mol電子時(shí),陰極上Cu2+恰好完全還原為Cu,陽極電極反應(yīng)式為:4OH--4e-=O2↑+2H2O,消耗水電離的OH-物質(zhì)的量為1mol,則電解后溶液中由水電離產(chǎn)生的H+物質(zhì)的量為1mol,c(H+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以石油化工為基礎(chǔ)研制出的三大合成材料是指( )
A.玻璃、水泥、陶瓷
B.糖類、油脂蛋白質(zhì)
C.解熱鎮(zhèn)痛藥、抗生素、抗酸藥
D.塑料、合成橡膠、合成纖維
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列化學(xué)用語書寫正確的是( )
A.氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖:
B.作為相對原子質(zhì)量測定標(biāo)準(zhǔn)的碳核素: ?C
C.氯化鎂的電子式:
D.用電子式表示氯化氫分子的形成過程:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】食品的主要成分大都是有機(jī)化合物.以下食品中的有機(jī)成分屬于高分子化合物的是( )
A.食醋中含有的醋酸
B.酒中含有的酒精
C.谷類中含有的淀粉
D.植物油、動(dòng)物脂肪中含有的油脂
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X,Y,Z,W,其中X,Z,W與氫元素可組成XH3 , H2Z和HW共價(jià)化合物;Y與氧元素可組成Y2O和Y2O2離子化合物.
(1)寫出Y2O2的電子式: , 其中含有的化學(xué)鍵是 .
(2)四種短周期元素X、Y、Z、W的原子半徑由小到大的是(用元素符號表示)
(3)X、Z、W三種元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物中,酸性最強(qiáng)的是(填化學(xué)式).
(4)XH3、H2Z和HW三種化合物,其中一種與另外兩種都能反應(yīng)的是(填化學(xué)式).
(5)由X、W組成的化合物分子中,X、W原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),該化合物遇水可生成一種具有漂白性的化合物和一種刺激性氣味的氣體,試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鹵族元素在化學(xué)中有著極為廣泛的應(yīng)用。
Ⅰ. 由于氟的特殊化學(xué)性質(zhì),它和其他鹵素在單質(zhì)及化合物的制備與性質(zhì)上存在較明顯的差異。
(1)化學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),SbF5能與[MnF6]2-離子反應(yīng)得到MnF4,SbF5轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定離子[SbF6]-的鹽。而MnF4很不穩(wěn)定,受熱易分解為MnF3和F2。根據(jù)以上研究寫出以K2MnF6和SbF5為原料,在423 K 的溫度下制備F2的化學(xué)方程式:________________________________________________。
(2)現(xiàn)代工業(yè)以電解熔融的氟氫化鉀(KHF2)和氟化氫(HF)混合物制備氟單質(zhì),電解制氟裝置如圖所示。
電解制氟時(shí),要用鎳銅合金隔板將兩種氣體產(chǎn)物嚴(yán)格分開的原因是______________________。
(3)HF的水溶液是氫氟酸,能用于蝕刻玻璃,其化學(xué)反應(yīng)方程式為: ____________________。
Ⅱ. 實(shí)驗(yàn)室常用高錳酸鉀固體與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣。將0.08mol KMnO4固體加熱一段時(shí)間后,收集到a molO2;向反應(yīng)后殘留的固體中加入足量的濃鹽酸,又收集到b mol Cl2,此時(shí)Mn元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。
(1)請根據(jù)上述描述寫出K2MnO4與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣的離子反應(yīng)方程式:__________________。
(2)通過上述文字中提供的數(shù)據(jù)計(jì)算出a+b的范圍為_____________________。
Ⅲ. ClO2可替代Cl2作為自來水消毒劑。常用 “有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克Cl2的氧化能力。則ClO2的有效氯含量為__________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】白酒、食醋、蔗糖、淀粉是家庭廚房中常用的烹調(diào)劑,利用這些物質(zhì)能完成的實(shí)驗(yàn)是( )
A.鑒別食鹽和小蘇打
B.檢驗(yàn)食鹽中是否含KIO3
C.檢驗(yàn)自來水中是否含有氯離子
D.檢驗(yàn)白酒中是否含甲醇
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】稱取兩份鋁粉,第一份加足量的NaOH溶液,第二份加足量的鹽酸,若放出等量的氣體,則兩份鋁粉的質(zhì)量比 ( )
A. 1:2 B. 1:3 C. 2:3 D. 1:1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在80℃時(shí),將0.40mol的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng): N2O42NO2 ΔH>0,隔一段時(shí)間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如下數(shù)據(jù):
n/mol時(shí)間/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
(1)計(jì)算20s-40s內(nèi)用N2O4表示的平均反應(yīng)速率為_______mol/(L·s)
(2)計(jì)算在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______;
(3)反應(yīng)進(jìn)行至100s后將反應(yīng)混合物的溫度降低,混合氣體的顏色______ (填“變淺”、“變深”或“不變”) ;
(4)要增大該反應(yīng)的K值,可采取的措施有______ (填序號)
A.增大N2O4的起始濃度 B.向混合氣體中通入NO2
C.使用高效催化劑 D.升高溫度
(5)下列物質(zhì)中: ①屬于非電解質(zhì)的是_____。②屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是_____。
A.NaOH溶液 B.Cu C.液態(tài)HCl D.液態(tài)CH3COOH E.蔗糖溶液 F.液氨 G.氨水H.CuSO4晶體 I.石墨 J.無水乙醇
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