【题目】甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源,研究其再生及合理利用有重要意义。
请回答:
(1)已知一定条件下发生如下反应:CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g) △H=+802kJ·mol-1。将一定量的CO2(g)和H2O(g)充入10L密闭容器中,分别在催化剂M、N的作用下发生上述反应,CH4(g)的产量(n)与光照时间(t)和温度(T)变化的关系如图1所示。
①若甲烷的燃烧热(△H)为-890kJ·mol-1,则水的汽化热△H=___________。(汽化热指1mol液体转化为气体时吸收的热量)
②T1℃、催化剂M作用下,0~20h内该反应速率v(H2O)=___________,该反应的平衡常数表达式K=___________
③根据图1判断,T1___________T2(填“>”“<”或“=”),理由为___________。
催化剂的催化效果:M___________N(填“强于”或“弱于”)。
(2)甲烷可用于制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H。将CH4(g)和H2O(g)以物质的量之比为1:3充入盛有催化剂的刚性容器中发生该反应。相同时间段内测得CO的体积分数()与温度(T)的关系如图2所示。T0℃时,CO的体积分数最大的原因为_________________________________。该反应的△H_______0(填“>”“<”)
【答案】+44 kJmol﹣1 0.006 molL﹣1h﹣1 K= > 该反应为吸热反应,温度升高,CH4的产量增大 弱于 低于T0 ℃时,相同时间段内温度越高反应速率越快,CO的体积分数越大;高于T0 ℃时,反应达到平衡,该反应为放热反应,温度越高CO的体积分数越小 (答案合理给分) <
【解析】
(1)①若甲烷的燃烧热(△H)为-890kJ·mol-1,则CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH= - 890kJ/mol;
②v(H2O)=;平衡常数是生成物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方乘积的比;
③催化剂对平衡移动无影响,正反应吸热,升高温度平衡正向移动,甲烷的物质的量增大;
催化剂影响反应速率;
(2)温度越高,反应速率越快,CO的体积分数增大;T0℃后,温度升高CO的体积分数减小,说明平衡逆向移动。
(1)①若甲烷的燃烧热(△H)为-890kJ·mol-1,则CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890kJ/mol;②CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g) △H= +802kJ·mol-1。根据盖斯定律 ①+②得2H2O(g)=2H2O(l) ΔH= -88kJ/mol,水的汽化热△H= +44 kJmol-1;
②T1℃、催化剂M作用下,0~20h内生成甲烷0.6mol,则消耗水1.2mol,该反应速率v(H2O)= ==0.006 molL-1h-1,该反应的平衡常数表达式K=;
③催化剂对平衡移动无影响,正反应吸热,升高温度平衡正向移动,甲烷的物质的量增大,平衡时甲烷的物质的量M大于N,所以T1>T2;T1>T2,但M的速率小于N,所以催化剂的催化效果:M弱于N;
(2). 低于T0 ℃时,相同时间段内温度越高反应速率越快,CO的体积分数越大;高于T0 ℃时,反应达到平衡,温度越高CO的体积分数越小,所以T0℃时,CO的体积分数最大;温度越高CO的体积分数越小,说明正反应放热,△H<0。
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【题目】有一种铁的“氧化物”样品,用5mol·L-1的盐酸140mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标况下0.56升氯气,恰好使其中Fe2+全部转化成Fe3+,该样品可能的化学式是( )
A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7
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【题目】把aL含硫酸铵和硝酸铵的混合液分成两等份,一份需用b mol烧碱刚好把铵根离子全部赶出,另一份与氯化钡溶液反应时,消耗c mol氯化钡,由此可知原溶液中NO3—的物质的量浓度是(单位:mol·L—1) ( )
A.B.C.D.
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【题目】掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,下图为两套实验装置。
(1)写出下列仪器的名称:a.____________,b.___________,
(2)若利用装置分离四氯化碳和酒精的混合物,还缺少的仪器是__________,将仪器补充完整后进行实验,温度计水银球的位置在______处。
Ⅱ.配制一定物质的量浓度的溶液是化学实验室的基本实验操作之一。请回答下列问题:
(3)配制0.5 mol/L的硫酸溶液450 mL,需用量筒量取质量分数98%、密度1.84 g/cm3的浓硫酸的体积为_____mL,如果实验室有15 mL、20 mL、50 mL 量筒,应最好选用_____mL量筒。
(4)配制上述溶液,除用到量筒、烧杯、玻璃棒外,还需要的两种玻璃仪器是_____、_______。
(5)配制时,其正确的操作顺序是__________(用字母表示,每个操作只用一次)。
A.用少量水洗涤烧杯2次~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.在盛有水的烧杯中加入浓硫酸稀释
C.将烧杯中已冷却的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,反复上下颠倒,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1 cm~2 cm处
(6)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。若没有进行A操作___________;若定容时俯视刻度线_______
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【题目】实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL,下列叙述不正确的是( )
A.某同学欲称量一定量的NaOH固体,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。则烧杯的实际质量为27.4 g
B.要完成本实验该同学应称出10.0g NaOH
C.氢氧化钠固体溶解后必须恢复至室温再进行转移
D.容量瓶使用前需洗涤、并保持干燥
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【题目】下列有关电化学装置的说法正确的是
A. 利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S,银器表面的反应为Ag2S+2e-=2Ag+S2-
B. 图b电解一段时间,铜电极溶解,石墨电极上有亮红色物质析出
C. 图c中的X极若为负极,则该装置可实现粗铜的精炼
D. 图d中若M是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
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【题目】工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计如下实验分别测定氮化铝(AlN样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理:①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;
②AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式:____________。
(2)实验装置(如图所示,量气管为碱式滴定管改装)
连好装置后,首先应进行的操作是________。
(3)实验过程:称得装置D的初始质量为y g;称取x g AlN样品置于装置B锥形瓶中,各装置中加入相应药品,重新连好装置;读取量气管的初始读数为a mL(量气装置左右液面相平)。
①欲首先测量Al4C3质量分数的有关数据,对三个活塞的操作是________。
②若无恒压管,对所测气体体积的影响是________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
③量气管中液面不再发生变化,说明反应已经结束。读取读数之前,应对量气管进行调整量气管高度,使左右两边液面相平 ,若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面,所测气体的体积______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
④记录滴定管的读数为b mL(已知:该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol-1),则Al4C3的质量分数为______(用含a、b、x、y、Vm的代数式表示)。
⑤测量AlN质量分数的数据:首先关闭活塞 K1 ,打开活塞K3,通过分液漏斗加入过量___,与装置B瓶内物质充分反应;反应完成后,____(填入该步应进行的操作),最后称得装置D的质量为z g。
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【题目】甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。
(1)B中反应的离子方程式是____。
(2)A中溶液变红的原因是____。
(3)为了探究现象II的原因,甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在_____。
②取A中黄色溶液于试管中,加入过量的KSCN溶液,最终得到红色溶液。
甲同学的实验证明产生现象Ⅱ的原因是SCN—与Cl2发生了反应。
(4)甲同学猜想SCN—可能被Cl2氧化了,他又进行了如下研究。
资料显示:SCN—的电子式为
①甲同学认为SCN—中碳元素没有被氧化,理由是_________。
②取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,由此证明SCN—中被氧化的元素是__________。
③通过实验证明了SCN—中氮元素转化为NO3-,他的实验方案是____。
④若SCN—与Cl2反应生成1 mol CO2,则转移电子的物质的量是______mol。
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【题目】一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)pC(g)。达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新的平衡时,气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍。则下列说法正确的是( )
A. m+n>pB. m+n<p
C. 平衡向正反应方向移动D. C的质量分数增加
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