某实验小组用燃烧分析法测定某有机物中碳和氢等元素的含量,随后又对其进行了性质探究。将已称量的样品置于氧气流中,用氧化铜作催化剂,在高温条件下样品全部被氧化为水和二氧化碳,然后分别测定生成的水和二氧化碳。实验可能用到的装置如下图所示,其中A、D装置可以重复使用。
请回答下列问题:
(1)请按气体流向连接实验装置B→ →C→A→D→ (用装置编号填写)。
(2)B装置中制O2时所用的药品是 。实验中,开始对C装置加热之前,要通一段时间的氧气,目的是 ;停止加热后,也要再通一段时间的氧气,目的是 .。
(3)已知取2.3g的样品X进行上述实验,经测定A装置增重2.7g,D装置增重4.4g。试推算出X物质的实验式 。
(4)该小组同学进一步实验测得:2.3g的 X与过量金属钠反应可放出560mLH2(已换算成标准状况下),且已知X分子只含一个官能团。查阅资料后,学生们又进行了性质探究实验:实验一:X在一定条件下可催化氧化最终生成有机物Y;实验二:X与Y在浓硫酸加热条件下生成有机物Z。则:①写出实验二中反应的化学方程式 。
② 除去Z中混有的Y所需的试剂和主要仪器是 、 。
(5)若已知室温下2.3g液态X在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时可放出68.35kJ的热量,写出X在氧气中燃烧的热化学方程式 。
(1)A; D;(2)H2O2和MnO2或Na2O2和H2O;赶出装置中的二氧化碳和水蒸气等;将燃烧生成的二氧化碳和水蒸气彻底排出,并完全吸收;(3)C2H6O;
(4)① CH3COOH + C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O
② 饱和Na2CO3溶液、分液漏斗
(5)C2H5OH(l)+3O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l);△H="-1367" kJ/mol
解析试题分析:(1)根据实验的目的、原理及装置的作用确定装置的连接次序;本实验为燃烧法确定有机物的组成。实验过程中,为保持测定结果的准确性,必须防止空气中二氧化碳和水蒸气的干扰。装置B为氧气的发生装置,制得的氧气中含有水蒸气,必须除去,应连接装有浓硫酸的洗气瓶,然后连接装置C,发生主体反应,再用装有浓硫酸的洗气瓶吸收水蒸气,用装有碱石灰的U形管吸收二氧化碳,最后再用装有碱石灰的U形管防止空气中二氧化碳和水蒸气的干扰,按气体流向连接实验装置B→A →C→A→D→D;(2)B装置为固液不加热制气体的发生装置,用该装置制O2时所用的药品是H2O2和MnO2或Na2O2和H2O;实验中,为保持测定结果的准确性,必须防止空气中二氧化碳和水蒸气的干扰,则开始对C装置加热之前,要通一段时间的氧气,目的是赶出装置中的二氧化碳和水蒸气等;停止加热后,也要再通一段时间的氧气,目的是将燃烧生成的二氧化碳和水蒸气彻底排出,并完全吸收;(3)根据题意知,A装置增重的2.7g为生成水的质量,物质的量为0.15 mol ,则有机物中氢原子的物质的量为0.3mol,氢元素质量为0.3g;D装置增重的4.4g为二氧化碳的质量,物质的量为0.1mol,则有机物中碳原子的物质的量为0.1mol,碳元素质量为1.2g;则有机物中一定含有氧元素。氧元素质量为:m(O)=2.3-1.2-0.3=0.8g,氧原子的物质的量为0.05mol,所以实验式为:C2H6O;(4)根据X的实验式及题给信息判断,X为乙醇,Y为乙酸,Z为乙酸乙酯。①实验二中的反应为乙酸和乙醇的酯化反应,化学方程式CH3COOH + C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O;② 除去乙酸乙酯中混有的乙酸所需的试剂为饱和Na2CO3溶液,方法为分液,用到的主要仪器是分液漏斗;(5)根据题给信息写出乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l);△H="-1367" kJ/mol。
考点:考查化学实验基本操作,有机物分子式和结构式的确定、乙醇的性质、热化学方程式的书写。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成氨厂采用不同原料时的相对投资费用和能量消耗的数据。
原料 | 天然气 | 重油 | 煤 |
相对投资费用 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
能量消耗/J·t-1 | 28×109 | 38×109 | 48×109 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
(1)已知:ⅰ.反应A中,4 molHCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.
①H2O的电子式是________。
②反应A的热化学方程式是______________________________________。
③断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为________kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。
(2)对于反应A,下图是在4种投料比[n(HCl):n(O2),分别为1:1、2:1、4:1、6:1]下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是________。
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是______________________________。
③投料比为2:1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
(1)SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97.3 kJ·mol-1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO2Cl2,达到平衡时,容器中含0.18mol SO2,则此过程反应吸收的热量为_____kJ,该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中,最终生成沉淀的质量为_______。
(2)工业上制备硫酸的过程中存在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1400℃,1.01×105Pa,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO2和O2,n(SO3)和n(O2)随时间的变化曲线如图所示。
①0~20min反应的平均速率υ(O2)=___________。
②下列叙述正确的是 。
a.A点υ正(SO2)>υ逆(SO2)
b.B点处于平衡状态
c.C点和D点n(SO2)相同
d.其它条件不变,500℃时反应达平衡,n(SO3)比图中D点的值大
(3)工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液,当溶液pH约为6时,Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中c (SO32-)的浓度是0.2 mol·L-1,则溶液中c(HSO3-)是_________mol·L-1。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
煤制备CH4是一种有发展前景的新技术。
I. 煤炭气化并制备CH4包括以下反应:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) ΔH 1 = +131 kJ/mol
CO(g) + H2O(g)=CO2 (g)+ H2(g) ΔH 2 = ?41 kJ/mol
CO(g) + 3H2 (g)=CH4 (g)+ H2O(g) ΔH 3 = ?206 kJ/mol
(1)写出煤和气态水制备CH4(产物还有CO2)的热化学方程式 。
(2)煤转化为水煤气(CO和H2)作为燃料和煤直接作为燃料相比,主要的优点有 。
(3)写出甲烷—空气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)中负极的电极反应式 。
II. 对以上反应CO(g) + H2O(g) CO2 (g)+ H2(g) ΔH 2 = ?41 kJ/mol,起始时在密闭容器中充入1.00 molCO和1.00 molH2O,分别进行以下实验,探究影响平衡的因素(其它条件相同且不考虑任何副反应的影响)。实验条件如下表:
实验编号 | 容器体积/L | 温度/°C |
① | 2.0 | 1200 |
② | 2.0 | 1300 |
③ | 1.0 | 1200 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:
(1)写出反应的化学方程式:______________。
(2)实验要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_________________。
(3)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是__________________________(答出三个或三个以上原因)。
(4)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?__________________________________________________________________________________________(答出两种方案)。
(5)“结冰”现象说明反应是一个________(填“放出”或“吸收”)能量的反应,即断开旧化学键________(填“放出”或“吸收”)能量____________(填“>”或“<”)形成新化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)该反应在常温下就可以进行,说明______________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
请参考题中图表,已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根据要求回答问题:
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:________________________________。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为______________________。
(3)如表所示是部分化学键的键能参数:
化学键 | P—P | P—O | O=O | P=O |
键能/kJ·mol-1 | a | b | c | x |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知:0.4 mol液态肼与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652 kJ的热量。
请回答下列问题:
(1)该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
(2)又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则16 g液态肼与双氧水反应生成液态水时放出的热量是________ kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是________________________________________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________________________
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以KOH溶液为电解液),写出该电池的负极反应式___________________________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如上图所示,回答问题:
①下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
A.升高温度 | B.充入He(g)使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离 | D.再充入1 mol CO2和3 mol H2 |
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
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