【题目】碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关,请回答下列问题:
(1)自然界中的碳循环对人类的生存与发展具有重要意义。
①绿色植物的光合作用吸收CO2释放O2的过程可以描述为以下两步:
2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1
12(C3H6O3)+(s)+12e- = C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1
则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式为:_________________。
②溶洞的形成是石灰岩中的主要成分碳酸钙在一定条件下溶解和沉积形成,请站在活化能的角度解释溶洞形成过程极为缓慢的原因____________。
(2) 工业上碳及其化合物是重要的工业原料。
①以CO2、NaCl、NH3为原料制得Na2CO3是“侯氏制碱法”的重要步骤,相关物质的溶解度曲线如图所示,请写出常温下向饱和氯化钠溶液中先后通入足量的NH3、CO2发生反应的离子方程式:___。
常温常压下,在NaHCO3溶液中存在如下平衡:
HCO3-+H2OH2CO3+OH- Kh=2.27×10-8
HCO3- CO32-+H+ Ka2=4.7×10-11
H2OH++OH- Kw=1.0×10-14
请用K定量解释NaHCO3溶液显碱性的原因:____________,在NaHCO3溶液中继续通入CO2,至溶液中n(HCO3-):n(H2CO3)= ____________时溶液可以达中性。
②工业上可以利用甲醇制备氢气。
甲醇蒸汽重整法制备氢气的胡政尧反应为CH3OH(g) CO(g)+2H2(g),设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol的CH3OH(g)体系压强为p1,在一定条件下达到平衡时,体系压强为p2,且p2:p1=2.2,则该条件下CH3OH的平衡转化率为__________________。
工业上还可以利用甲醇部分氧化法制备氢气,在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂,原料气比例对反应选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示.则当
n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为__________;在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)=________。
【答案】 6CO2(g)+6H2O(1)=C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g) ΔH=+2880KJ/mol 溶洞形成过程的化学反应在自然条件下活化能较高 NH3+CO2+H2O+Na+=Na2HCO3↓+NH4+或NH3+CO2+H2O=NH4++HCO3-、NH4++HCO3-+Na+=NaHCO3↓+NH4+ Na2HCO3溶液中的水解平衡常数大于HCO3-的电离常数 4.4 60% 2CH3OH+O2 2HCHO+2H2O 0.5
【解析】(1)①已知热化学方程式:2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s)═4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e-△H═+1360kJmol-1 ①;12(C3H6O3)+(s)+12e-= C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1②;根据盖斯定律,将①×3+②可得:6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+2880kJmol-1;
②溶洞的形成是石灰岩中的主要成分碳酸钙在一定条件下溶解和沉积形成,但 溶洞形成过程的化学反应在自然条件下活化能较高,则形成过程极为缓慢;
(2) ①根据溶解度曲线可知常温下NaHCO3的溶解度明显小于NaCl,向饱和氯化钠溶液中先后通入足量的NH3、CO2将有NaHCO3析出,发生反应的离子方程式NH3+CO2+H2O+Na+=Na2HCO3↓+NH4+。
因Na2HCO3溶液中的水解平衡常数大于HCO3-的电离常数,故NaHCO3溶液显碱性;溶液为中性,则c(H+)=10-7mol/L,K==4.4×10-7,则溶液中n(HCO3-):n(H2CO3)==4.4;
② CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
起始量/mol 0.60 0 0
转化量/mol xx 2x
平衡量/mol0.60-x x 2x
气体压强之比等于气体物质的量之比, =2.2,解得x=0.36;CH3OH的转化率=×100%=60%;当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应为甲醇的催化氧化生成甲醛,反应的方程式为:2CH3OH+O22HCHO+2H2O;依据图象分析,在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)=0.5时氢气生成最多。
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【题目】M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p 轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。
据此请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是 ,X和Y中电负性较大的是 (填元素符号)。
(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是 。
(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是 。
(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如右图所示,则图中黑球代表的离子是 (填离子符号)。
(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为+3价,该反应的化学方程式是 。
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【题目】从深海鱼中提取出来的一种不饱和脂肪酸被称为“脑黄金”,其中只含碳、氢、氧三种元素。其蒸汽密度是甲烷的24 倍,其中碳的质量分数为81.25%,它的一个分子中只有一个羧基。请通过计算确定该“脑黄金”的分子式。______________________
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【题目】【化学一选修5:有机化学基础】
有机物B能与碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳,且其苯环上―氯代物只有2种,G为C和F在一定条件下按照1:1反应生成的高分子化合物。请根据下列转化关系回答:
己知:
(1) D中所含官能团的名称为______,E的名称为_______。
(2) G的结构简式为 ______;E→F的反应类型为______。
(3)下列有关说法正确的是_____(填序号)。
A.D可以发生银镜反应
B.1molC最多可与2molNaHCO3反应
C.C和F在一定的条件下可以反应生成环状化合物
D.H中所有的碳原子不可能在同一个平面上
(4)B和D反应生成H的化学方程式为_______________。
(5)同时符合下列条件B的同分异构体共有____种(不考虑立体异构);
①能发生银镜反应②含有苯环结构③能在碱性条件下水解
其中核磁共振氢谱中出现4组峰,且峰面积之比为3 : 2 : 2 : 1_______(写出结构简式)。
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【题目】A、B、C均为芳香族化合物,已知有机物A的结构简式为请回答下列问题:
(1)写出A和NaHCO3溶液反应的化学方程式_____________________________________________。
(2)有机物B在浓H2SO4作用下,可生成一种环状酯,如右图。写出B的结构简式____________;等物质的量B与Na、NaOH、NaHCO3充分反应,消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为___。
(3)C与B互为同分异构体,苯环上一氯取代物只有两种,C不与NaHCO3反应,能与Na、NaOH反应,等质量C消耗Na、NaOH物质的量之比为2∶3,则C可能的结构简式为__________。(写出其中任意一种即可)
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【题目】用HCl的质量分数为36.5%的浓盐酸(密度为1.20g/cm3) 配置1L 1mol/L的稀盐酸。回答下列有关问题。完成下述操作步骤:
(1)计算:需量取36.5%的浓盐酸的体积为________毫升。
(2)量取:用量筒量取所需浓盐酸并注入到250mL烧杯中;
(3)溶解:___________________________________________________并冷却。
(4)转移(移液):_________________________________________________。
(5)洗涤:__________________________________________________________。
(6)定容:__________________________________________________________。
(7)摇匀:盖好容量瓶塞,反复颠倒、摇匀;
(8)储藏:将配置好的稀盐酸倒入试剂瓶中,并贴好标签。标签上要注明______________。
(9)误差分析:以下操作造成配得的盐酸浓度是“偏高”、“相等”还是“偏低”?
①用量筒量取浓盐酸后,用蒸馏水洗涤筒量后的溶液转入容量瓶中;____________。
②容量瓶中有少量的蒸馏水;__________________。
③没有将洗涤烧杯和玻璃棒的溶液转入容量瓶中;___________。
④定容读数时,府视容量瓶的刻度线;________________。
⑤定容摇匀后发现容量瓶中液面低于刻度线,又加水;________________。
⑥未冷却就转移定容;_____________________。
⑦润洗了容量瓶;_______________。
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【题目】氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的 。
②平衡常数K 随温度变化的关系是 。
③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 的(Fe3O4) ~ T 曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是 ,判断依据是 。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
H2O在 侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2O释放出H2的反应式是 。
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【题目】在密闭容器中将1 mol CH4和适量O2混合点燃,充分反应后,CH4和O2均无剩余,且产物均为气体,质量为72 g,下列叙述正确的是 ( )
A. 若将产物通过碱石灰,则可全部被吸收;若通入浓硫酸,则不能完全被吸收
B. 产物的平均摩尔质量为20g·mol-1
C. 若将产物通过浓硫酸后恢复至室温,压强变为反应前的1/3
D. 反应中消耗O2 56g
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