面對(duì)能源與環(huán)境等問(wèn)題,
全球大力發(fā)展新能源的同時(shí),還倡導(dǎo)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
Ⅰ、氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
已知:
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。與反應(yīng)生成CO2(g)和的熱化學(xué)方程式為 。
(2)電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫的裝置如圖所示(電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò),陰、陽(yáng)極均為惰性電極)。電解時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。
(3)是一種儲(chǔ)氫合金。350℃時(shí),與反應(yīng),生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077)。則與反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
Ⅱ、碘鎢燈具有使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。一定溫度下,在碘鎢燈燈泡內(nèi)封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發(fā)生可逆反應(yīng):。為模擬該反應(yīng),在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確稱取0.508 g碘、0.6992 g金屬鎢放置于50.0 mL密閉容器中,在一定溫度下反應(yīng)。如圖是混合氣體中的蒸氣的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象,其中曲線I(0~t2時(shí)間段)的反應(yīng)溫度為450 ℃,曲線Ⅱ(從t2時(shí)刻開(kāi)始)的反應(yīng)溫度為530℃。
(4)該反應(yīng)是 (填寫(xiě)“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。在450℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
(5)若保持450℃溫度不變,向該容器中再加入0.508 g碘,當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)混合氣體中I2的百分含量 (填“變大”、“不變”或 “變小”)。
(6)若保持450℃溫度不變,向該容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I2、0.0054 mol
WI2,則化學(xué)平衡 (填“正向移動(dòng)”、“不移動(dòng)”或“逆向移動(dòng)”)。
【知識(shí)點(diǎn)】蓋斯定律、電化學(xué)原理、化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用
【答案解析】(1)CH4(g)+2H2O(g)== CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol-1(2分)
(2)CO(NH2)2+8OH--6e-===CO+N2↑+6H2O(2分)
(3)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2(2分)
。4)放熱(2分) 9(2分)。5)不變(2分) 。6)不移動(dòng)(2分)
解析::(1)①CH4(g)+H2O(g)═CO (g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol-1,
②CH4(g)+CO2(g)═2CO (g)+2H2(g)△H=+247.4kJ•mol-1,
由蓋斯定律可知,①×2-②可得CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g),
其反應(yīng)熱△H=(+206.2kJ•mol-1)×2-(+247.4kJ•mol-1)=+165.0 kJ•mol-1,
即熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0 kJ•mol-1,
(2)由陽(yáng)極排出液中含有大量的碳酸鹽成份,尿素在陽(yáng)極參與反應(yīng),則陽(yáng)極反應(yīng)式為CO(NH2)2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O;
(3)令金屬氫化物為RHx,金屬R的相對(duì)分子質(zhì)量為a,則x/(a+x)=0.77即923x=77a,X為金屬的化合價(jià),討論可得x=2,a=24,故該金屬氫化物為MgH2,故反應(yīng)方程式為:2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2;
(4)升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng);升高溫度時(shí),WI2的物質(zhì)的量減少,所以該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng);反應(yīng)開(kāi)始時(shí),碘的物質(zhì)的量為n=0.508g÷254g/mol=0.002mol,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)生成WI2,需要碘1.80×10-3mol參加反應(yīng),剩余碘0.0002mol,所以平衡時(shí),c(WI2)=1.80×10−3mol÷0.05L=3.6×10-2mol/L,c(I2)=0.0002mol÷0.05L=0.004mol/L,K=0.036mol/L÷0.004mol/l=9
(5)該反應(yīng)是等體反應(yīng),假設(shè)兩個(gè)相同的容器達(dá)平衡時(shí)百分含量相等,溫度不變壓入同一容器中,增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),故反應(yīng)混合氣體中I2的百分含量不變。
(6)綜上,原平衡時(shí),c(WI2)=3.6×10-2mol/L,c(I2)=0.004mol/L,溫度不變,向該容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I2、0.0054 mol WI2,則c(WI2)=0.144mol/L,c(I2)=0.016mol/L,Qc=0.144mol/L÷0.016mol/L=9,故平衡不移動(dòng)。
【思路點(diǎn)撥】本題考查蓋斯定律、原電池的工作原理,學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)利用習(xí)題中的信息結(jié)合所學(xué)的知識(shí)來(lái)解答,掌握平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)的影響因素,注意對(duì)高考熱點(diǎn)的訓(xùn)練。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
某溫度下,H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)的平衡常數(shù)K=.該溫度下在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始濃度如表所示.下列判斷不正確的是( )
起始濃度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(H2)/mol/L | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
c(CO2)/mol/L | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
| A. | 平衡時(shí),乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60% |
| B. | 平衡時(shí),甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60% |
| C. | 平衡時(shí),丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L |
| D. | 反應(yīng)開(kāi)始時(shí),丙中的反應(yīng)速率最快,甲中的反應(yīng)速率最慢 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A.FeCl3溶液中加入過(guò)量的鋅粉:Zn +2Fe3+=Zn2++2Fe2+
B.NH4Al(SO4)2中加入過(guò)量的NaOH溶液:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
C.(CH3COO)2Ba中加入稀硫酸:Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
D.用惰性電極電解Cu(NO3)2溶液:2Cu2+ +2H2O 2Cu+ O2↑+ 4H+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯。有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。
化合物 | 相對(duì)分子質(zhì)量 | 密度/g·cm-3 | 沸點(diǎn)/℃ | 溶解度/100g水 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
冰醋酸 | 60 | 1.045 | 118.1 | 互溶 |
乙酸正丁酯 | 116 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
(一)乙酸正丁酯的制備
①在干燥的50mL圓底燒瓶中,加入13.5mL正丁醇和7.2mL冰醋酸,再加入3~4滴濃硫酸,搖勻,投入1~2粒沸石。然后安裝分水器(作用:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水)、溫度計(jì)及回流冷凝管,加熱冷凝回流反應(yīng)
(二)產(chǎn)品的精制
②將分水器分出的酯層和反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中,用10 mL的水洗滌。有機(jī)層繼續(xù)用10 mL10%Na2CO3洗滌至中性,再用10 mL 的水洗滌,最后將有機(jī)層轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,再用無(wú)水硫酸鎂干燥。
③將干燥后的乙酸正丁酯濾入50 mL 燒瓶中,常壓蒸餾,收集125~127 ℃的餾分,得11.6 g乙酸正丁酯
請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題。
(1)冷水應(yīng)該從冷凝管 ___________(填a或b)管口通入。
(2)步驟①中不斷從分水器下部分出生成的水的目的是_________________________
步驟①中判斷反應(yīng)終點(diǎn)的依據(jù)是_____________________________________。
(3)產(chǎn)品的精制過(guò)程步驟②中,第一次水洗的目的是_____________________________,用飽和Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層,該步操作的目的是_________________________________。
(4)下列關(guān)于分液漏斗的使用敘述正確的是____
A.分液漏斗使用前必須要檢漏,只要分液漏斗的旋塞芯處不漏水即可使用
B.裝液時(shí),分液漏斗中液體的總體積不得超過(guò)其容積的2/3
C.萃取振蕩操作應(yīng)如右圖所示
D.放出液體時(shí),需將玻璃塞打開(kāi)或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔
(5)步驟③的常壓蒸餾,需收集126℃的餾分,沸點(diǎn)大于140℃的有機(jī)化合物的蒸餾,一般不用上述冷凝管而用空氣冷凝管,可能原因是_________________________
(6)該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,生成乙酸正丁酯(式量116)的產(chǎn)率是__________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)回答下列有關(guān)碳和碳的化合物的問(wèn)題:
(1)汽車(chē)尾氣的主要污染物是NO以及燃料燃燒不完全所產(chǎn)生的CO,它們是現(xiàn)代化城市的重要大氣污染物,為了減輕汽車(chē)尾氣造成的大氣污染,人們開(kāi)始探索利用NO和CO在一定條件下轉(zhuǎn)化為兩種無(wú)毒氣體E和F的方法(已知該反應(yīng)△H<0). 在2 L密閉容器中加入一定量NO和CO,當(dāng)溫度分別在T1和T2時(shí),測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量如下表:
物質(zhì) T/℃ n/mol | NO | CO | E | F |
初始 | 0.100 | 0.100 | 0 | 0 |
T1 | 0.020 | 0.020 | 0.080 | 0.040 |
T2 | 0.010 | 0.010 | 0.090 | 0.045 |
①請(qǐng)結(jié)合上表數(shù)據(jù),寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式 .
②上述反應(yīng)T1℃時(shí)的平衡常數(shù)為K1,T2℃時(shí)的平衡常數(shù)為K2,根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算K1= 。根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,溫度T1和T2的關(guān)系是(填序號(hào))__________。
A.T1>T2B.T1<T2 C.T1=T2 D.無(wú)法比較
(2)反應(yīng)生成的氣體E經(jīng)常用氫氧化鈉來(lái)吸收,現(xiàn)有0.4molE,若用200mL 3mol/L NaOH溶液將其完全吸收,溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)椋?u> .
(3)已知CH4、H2和CO的燃燒熱分別為890.3kJ/mol,285.8 kJ/mol和283.0 kJ/mol,工業(yè)上利用天然氣(主要成分是CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO和H2,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: .
(4)CO還可以用做燃料電池的燃料,某熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,該電池用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì),空氣與CO2 的混合氣為正極助燃?xì)猓频迷?650 ℃下工作的燃料電池,寫(xiě)出其負(fù)極和正極電極反應(yīng)方程式:負(fù)極: ;正極: .
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
在氯水中存在多種分子和離子,它們?cè)诓煌姆磻?yīng)中表現(xiàn)各自的性質(zhì)。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論一致且正確的是( )
A.向氯水中加入有色布條,一會(huì)兒有色布條褪色,說(shuō)明溶液中有Cl2存在
B.溶液呈黃綠色,且有刺激性氣味,說(shuō)明有Cl2分子存在
C.先加入鹽酸酸化,再加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明溶液中有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,說(shuō)明有HClO分子存在
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
某化學(xué)興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應(yīng),用如圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)將a g銅片和12 mL 8 mol·L-1濃H2SO4放入圓底燒瓶中加熱,直到反應(yīng)完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H2SO4和Cu剩余。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)寫(xiě)出Cu與濃H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________。
(2)裝置D內(nèi)盛品紅溶液,當(dāng)C中氣體集滿后,D中有可能觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________。
實(shí)驗(yàn)裝置D有可能造成環(huán)境污染,試用最簡(jiǎn)單的方法加以解決(實(shí)驗(yàn)用品自選)__________________________________________。
(3)裝置B的作用是貯存多余的氣體。當(dāng)D處有明顯現(xiàn)象后,關(guān)閉旋塞K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有氣體產(chǎn)生,此時(shí)B裝置中的現(xiàn)象是____________________________________。
(4)F中應(yīng)放置的液體是________(填序號(hào))。
A.飽和Na2SO3溶液
B.酸性KMnO4溶液
C.濃溴水
D.飽和NaHSO3溶液
(5)為什么有一定量的余酸,但未能使Cu完全溶解,你認(rèn)為原因是_____________________________________________________。
(6)下列足量藥品能夠用來(lái)證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是________(填序號(hào))。
A.鐵粉 B.BaCl2溶液
C.Ag D.Na2CO3溶液
(7)甲同學(xué)向A中反應(yīng)后的溶液中通入一種氣體單質(zhì),使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液,請(qǐng)問(wèn)該氣體單質(zhì)是________(填名稱),反應(yīng)方程式是_____________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
中學(xué)化學(xué)中很多“規(guī)律”都有適用范圍,下列根據(jù)有關(guān)“規(guī)律”推出的結(jié)論正確的是
選項(xiàng) | 規(guī)律 | 結(jié)論 |
A | 較強(qiáng)酸可以制取較弱酸 | 次氯酸溶液無(wú)法制取鹽酸 |
B | 反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快 | 常溫下,相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸,濃硝酸中鋁片先溶解完 |
C | 結(jié)構(gòu)和組成相似的物質(zhì),沸點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而升高 | NH3沸點(diǎn)低于PH3 |
D | 溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化 | ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
(1)請(qǐng)將下列物質(zhì)能夠發(fā)生的反應(yīng)填寫(xiě)在下表中。
①由乙烯制氯乙烷
②乙烷與氯氣光照
③乙烯使溴的四氯化碳溶液退色
④乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液
⑤乙烷在空氣中燃燒
⑥由苯制取硝基苯
反應(yīng)類(lèi)型 | 取代反應(yīng) | 加成反應(yīng) | 氧化反應(yīng) |
反應(yīng) |
(2)甲烷、乙烯、苯三種有機(jī)物中具有下列性質(zhì)的是(填寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)
①在加熱的條件下能夠與濃硫酸、濃硝酸混合溶液反應(yīng),不能使酸性高錳酸鉀溶液退色的是________;
②見(jiàn)光能跟氯氣反應(yīng),不能使酸性高錳酸鉀溶液退色的是________;
③在催化劑作用下加氫生成乙烷,加水生成酒精的是________。
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