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【題目】研究碳及其化合物的相互轉(zhuǎn)化對能源的充分利用、低碳經(jīng)濟(jì)有著重要的作用。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol-1
②2H2(g)+CO(g) CH3OH(l) △H2=-128.3kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1
25℃時,在合適的催化劑作用下,采用甲烷和氧氣一步合成液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為_________。
(2)利用反應(yīng)①來制備氫氣,為了探究溫度、壓強(qiáng)對反應(yīng)①速率、轉(zhuǎn)化率的影響,某同學(xué)設(shè)計了以下三組對比實驗(溫度為400℃或500℃,壓強(qiáng)為101kPa或404kPa)。
實驗序號 | 溫度℃ | 壓強(qiáng)/kPa | CH4初始濃度/mol·L-1 | H2O初始濃度/mol·L-1 |
1 | 400 | P | 3.0 | 7.0 |
2 | T | 101 | 3.0 | 7.0 |
3 | 400 | 101 | 3.0 | 7.0 |
①實驗2和實驗3相比,其平衡常數(shù)關(guān)系是K2______K3(填“>”、“<”或“=”)。
②將等物質(zhì)的量的CH4和水蒸氣充入1L恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),在400℃下達(dá)到平衡,平衡常數(shù)K=27,此時容器中CO物質(zhì)的量為0.10mol,則CH4的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)科學(xué)家提出由CO2制取C的太陽能工藝如圖1所示。
①“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應(yīng)中n(FeO):n(CO2)=6:1,則FexOy的化學(xué)式為______________。
②“熱分解系統(tǒng)”中每分解lmolFexOy,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。
(4)pC類似pH,是指極稀溶液中的溶質(zhì)濃度的常用負(fù)對數(shù)值。若某溶液中溶質(zhì)的濃度為1×10-3mol·L-1,則該溶液中溶質(zhì)的pC=-lg(1×10-3)=3。如圖2為25℃時H2CO3溶液的pC-pH圖。請回答下列問題(若離子濃度小于10-5mol/L,可認(rèn)為該離子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-_____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②求H2CO3一級電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1=________________。
③人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系c(H2CO3)/c(HCO3-)可以抵消少量酸或堿,維持pH=7.4。當(dāng)過量的酸進(jìn)入血液中時,血液緩沖體系中的c(H+)/c(H2CO3)最終將_______。
A.變大 B.變小 C.基本不變 D.無法判斷
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【題目】下列說法正確的是
A. 煤、石油、天然氣和生物質(zhì)能均為不可再生資源
B. 能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一
C. 凡是需要加熱后才能發(fā)生的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)
D. 已知金剛石轉(zhuǎn)變成石墨為放熱過程,所以相同條件下金剛石比石墨穩(wěn)定
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【題目】下列說法中正確的是
A. 在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe2+
B. 二氧化硫的排放會導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨的產(chǎn)生
C. 明礬常作為凈水劑和消毒劑
D. 濃梳酸可用來干燥SO2、CO、Cl2等氣體
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【題目】硫、碳、氮等是重要的非金屬元素。請回答下列有關(guān)問題:
(1)H2S廣泛存在于化石燃料中,因此H2S的吸收和利用是化石燃料化工中的一項重要任務(wù)。
①H2S可用NaClO溶液吸收,吸收后的溶液既能使AgNO3溶液生成白色沉淀,也能使Ba(NO3)2 溶液生成白色沉淀,則H2S用過量NaClO溶液吸收的離子方程式為_______________________。
②利用多硫化物(如Na2Sx)吸收H2S,其吸收原理可用以下四步反應(yīng)表示:
。瓾2S+OH-=HS-+H2O; ⅱ.2HS-H2↑+S22-;
ⅲ.H2S+S22-=2HS-+S↓; ⅳ.HS-+H2O=H2S+OH-。
四步反應(yīng)的總反應(yīng)中的生成物是_______,在總反應(yīng)中,多硫化物的作用是_____________。
(2)25℃時,H2CO3、NH3H2O在水中的電離平衡常數(shù)如下表:
弱電解質(zhì) | H2CO3 | NH3H2O |
電離常數(shù) | Ka1=4.0×l0-7 Ka2=5.0×l0-11 | Kb=2.0×10-5 |
①判斷0.1 molL-1的(NH4)2CO3溶液呈_______性(填“酸”“中”或“堿”),該溶液中c(CO32-)、c(HCO3-)、c(NH4+)的濃度由大到小的順序為______________。
②0.50 mol L-1的Na2CO3溶液的pH=_______(忽略CO32-第二步水解和H2O的電離)。
③25℃時,Mg(OH)2的Ksp=2.0×10-11,要使0.002 molL-1的MgSO4溶液中生成Mg(OH)2沉淀,應(yīng)調(diào)整溶液pH不低于________。
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【題目】甲醇是一種綠色能源,是機(jī)動車燃油的最佳替代品。請回答下列有關(guān)問題:
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
ⅰ.CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-764.5 kJmol-1;
ⅱ.CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJmol-1;
ⅲ.H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=-285.8 kJmol-1;
則 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=________kJ·mol-1。
(2)利用CO2及H2為原料,在合適的催化劑(如Cu/ZnO催化劑)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反應(yīng)有:
ⅳ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-53.7 kJmol-1平衡常數(shù) K1;
ⅴ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2 kJmol-1平衡常數(shù)K2。
下列四組實驗,若控制CO2和H2初始投料比均為1∶2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù):
溫度(K) | 催化劑 | CO2轉(zhuǎn)化率(%) |
543 | Cu/ZnO納米棒材料 | 12.3 |
543 | Cu/ZnO納米片材料 | 10.9 |
553 | Cu/ZnO納米棒材料 | 15.3 |
553 | Cu/ZnO納米片材料 | 12.0 |
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=___________(用含K1、K2的表達(dá)式表示)。
②有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_________。
a.使用Cu/ZnO納米棒襯料
b.使用Cu/ZnO納米片材料
c.降低反應(yīng)溫度
d.保持投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度
e.增大CO2和H2的初始投料比
③由表格中的數(shù)據(jù)可知,相同溫度下不同的催化劑對CO2的轉(zhuǎn)化率不同,造成該結(jié)果的原因是_________________________________________。
(3)甲醇燃料電池是目前技術(shù)最成熟,應(yīng)用最廣泛的一種燃料電池,其工作原理如下圖所示:
①a氣體的名稱是_________。
②甲池所在電極為原電池的______極,其電極反應(yīng)式為__________________________。
③電解液中,H+的移動方向為_____________。
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【題目】硫、鋅在農(nóng)藥、材料和人們?nèi)粘I钪芯哂袕V泛的應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)基態(tài)S原子中,核外電子占據(jù)的最高能級符號為______,其電子云形狀為______,基態(tài)Zn原子的價電子排布式為______。
(2)硫代乙酰胺(CH3CSNH2)在酸性溶液中水解產(chǎn)生H2S,可替代H2S在溶液中作沉淀劑使用。1 mol CH3CSNH2含有π鍵為______mol,其中兩個C原子的雜化方式分別為_______。
(3)H2S熔點(diǎn)為-85.5℃,而與其具有類似結(jié)構(gòu)的H2O的熔點(diǎn)為0℃,極易結(jié)冰成固體,二者物理性質(zhì)出現(xiàn)此差異的原因是____________________。
(4)ZnS可用于制白色的顏料及玻璃、發(fā)光粉、橡膠、塑料、發(fā)光油漆等。晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
在一個ZnS晶胞結(jié)構(gòu)中,S的數(shù)目為 ______。若該晶胞邊長為540.0 pm,則其密度為_______gcm-3。
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【題目】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。在下圖所示物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,l是由該四種元素組成的離子化合物,m是Y的單質(zhì),n是Z的單質(zhì),p是W的單質(zhì),其余為由上述的兩種或三種元素組成的化合物。u的水溶液具有漂白性;常溫時,0.0lmol·L-1t與0.0lmol·L-1v溶液的pH均為2。
下列說法正確的是
A. 原子半徑:r(X)
B. 簡單氫化物的穩(wěn)定性:Y>Z>W
C. W的氧化物的水化物的酸性—定比Y的強(qiáng)
D. X、Y、Z三種元素形成的化合物只能抑制水的電離
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【題目】下列說法正確的是( )
A.苯與液溴反應(yīng)生成溴苯屬于加成反應(yīng)
B.葡萄糖能發(fā)生氧化反應(yīng)和水解反應(yīng)
C.分子式為C4H9Cl的同分異構(gòu)體數(shù)目有4種(不考慮立體異構(gòu))
D.分子組成上相差1個或多個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物
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【題目】將4 mol金屬Al全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,過程中共消耗HCl a mol、NaOH b mol,則a+b最小值為
A. 4 B. 6 C. 8 D. 16
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【題目】NA為阿伏伽德羅常數(shù),下列說法不正確的是
A.常溫常壓下,28gCO和N2混合氣體中含有的原子總數(shù)為2
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L的水中含有水分子0.5NA
C.2molOH-中電子數(shù)為20NA
D.0.1molFeCl3形成Fe(OH)3膠體,Fe(OH)3膠粒的數(shù)目小于0.1
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