【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)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)工业炼铁时有如下副反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H>0。某温度时,把 Fe 和CO2 放入体积固定的容器中,CO2 的起始浓度为 2.0 molL-1,达到平衡后,CO 的浓度为 1.0 molL-1,则该温度下,该反应的平衡常数 K=_________。如果平衡后通入一定量的 CO,建立新平衡后,CO2 的物质的量分数将________。(填编号)
A.增大 B.减少 C.不变 D.无法判定
(3)利用 H2 和 CO2 在一定条件下可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)。在体积为 1L 的恒容容器中,投料为 3mol H2 和 1mol CO2 时,不同温度对 CO2 的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如下图所示。
下列有关说法不正确.的是______(填序号)。
A.平衡常数大小:M>N
B.反应物活化分子百分数大小:M>N
C.其他条件不变,若不使用催化剂,则 250℃时 CO2 的平衡转化率可能位于点M1
D.其他条件不变,若投料改为 4mol H2 和 1mol CO2 时,则 250℃时 CO2 的平衡转化率可能位于点M2
(4)将 CO2 与 H2 按物质的量之比为 1:3 通入恒温恒容密闭容器中,控制条件,使其发生反应: CO2 (g)+3H 2(g) CH3 OH(g)+H2 O(g) △H = -49.2kJ·mol-1,得到甲醇的体积分数与时间的关系如上图所示。保持其它条件不变,t1 时再向容器中加入一定量物质的量之比为 1:3 的 CO2 与 H2 混合气,t2 时再次达到平衡,请在上图画出 t1~t3 时间内甲醇体积分数随时间的变化曲线。 ___________
(5)以多孔石墨为阳极,以 NaCl 和 NaOH 的混合溶液作电解液,用电解法由甲烷制取甲醇。写 出 阳 极 的 电 极 反 应 式 :_________。
(6)25℃时,将 a molL-1 的 CH3COOH 溶液与 b molL-1 的 NaOH 溶液等体积混合,溶液恰好呈中性, 则电离平衡常数Ka(CH3COOH)=__________。
【答案】6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g) △H=+2880 kJ·mol-1 1.0 C B、C CH4-2e-+2OH-=CH3OH+H2O b×10-7/(a-b)
【解析】
(1)利用盖斯定律求算用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式;
(2)通过“三行式”法计算平衡常数;
(3)依据在体积为 1L 的恒容容器中6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)及图象曲线变化分析各选项的正确性;
(4)由于CO2 (g)+3H 2(g) CH3 OH(g)+H2O(g)是在恒容的容器中进行且气体体积减小的可逆反应,所以再向容器中加入一定量物质的量之比为 1:3 的 CO2 与 H2 混合气,相当于增大压强,平衡向正向移动;
(5)以多孔石墨为阳极,以 NaCl 和 NaOH 的混合溶液作电解液,用电解法由甲烷制取甲醇,在阳极CH4失去电子,在碱性条件下生成CH3OH;
(6)向amol/L CH3COOH溶液中滴加等体积的bmol/L氢氧化钠溶液恰好使溶液呈中性,所以c(H+)=c(OH-)=mol/L,根据溶液中电荷守恒c(Na+)c(H+)=c(OH-)c(CH3COO-),因为等体积混合所以此时溶液中c(Na+)c(CH3COO-)=b/2mol/L,c(CH3COOH)=(a-b)/2mol/L,反应后溶液中CH3COOH的电离常数k=c(H+)c(CH3COO-)/c(CH3COOH)。
(1)①2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s) = 4(C3H6O3)(s)+O2(g)+4e- △H=+1360 kJ·mol-1
②12(C3H6O3)(s)+12e- = C6H12O6(s,葡萄糖)+6C5H10O4(s)+3O2(g) △H=-1200 kJ·mol-1 ,依盖斯定律3①②得6CO2(g)+6H2O(l=C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g)△H=+2880 kJ·mol-1;
本题答案为:6CO2(g)+6H2O(l=C6H12O6(s,葡萄糖)+6O2(g)△H=+2880 kJ·mol-1 。
(2)设CO2 的变化浓度为xmol/L, 则有:
Fe(s)+ CO2(g)FeO(s) +CO(g)
起始 2 0
变化 x x
平衡 2-x x
由题可知:x= 1.0 molL-1,所以平衡常数K=c(CO)/c(CO2)==1.0;其他条件不变,由于该反应是前后气体物质的量不变的反应,通入CO建立新平衡后,CO2 的物质的量分数不变;
本题答案为:1.0 ,C。
(3)A.由图象可以看出,温度升高CO2的转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故A正确;
B.温度越高分子的能量越大,活化分子百分数越大,故B错误;
C.用催化剂只能改变化学反应速率,不能使平衡移动,故C错误;
D.其他条件不变,增大H2的通入量,CO2的转化率增大,故D正确;
本题答案为:BC。
(4)由于反应CO2 (g)+3H 2(g) CH3 OH(g)+H2 O(g),是在恒容的容器中进行且气体体积减小的可逆反应,所以再向容器中加入一定量物质的量之比为 1:3 的 CO2 与 H2 混合气,相当于增大压强,平衡向正向移动,甲醇的体积分数增加;故图像应为:
本题答案为:。
(5)以多孔石墨为阳极,以 NaCl 和 NaOH 的混合溶液作电解液,用电解法由甲烷制取甲醇,在阳极CH4失去电子,在碱性条件下生成CH3OH;电极反应式为:CH4-2e-+2OH-=CH3OH+H2O;
本题答案为:CH4-2e-+2OH-=CH3OH+H2O。
(6)向amol/L CH3COOH溶液中滴加等体积的bmol/L氢氧化钠溶液恰好使溶液呈中性,所以c(H+)=c(OH-)=mol/L,根据溶液中电荷守恒c(Na+)c(H+)=c(OH-)c(CH3COO-),因为等体积混合,此时溶液中c(Na+)c(CH3COO-)=b/2mol/L,c(CH3COOH)=(a-b)/2mol/L,反应后溶液中CH3COOH的电离常数k=c(H+)c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=(mol/Lb/2mol/L)÷(a-b)/2mol/L= [b×10-7/(a-b)] mol/L,电离常数只和温度有关所以Ka=K=[b×10-7/(a-b)]mol/L;
本题答案为:b×10-7/(a-b)。
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【题目】如图所示,甲、乙两个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)甲装置中,Zn电极发生______反应(填“氧化”或“还原”),溶液中Cl-向_____极(填“Zn”或“Cu”)移动,Zn电极反应式为_______,若反应过程中有0.1mol电子发生转移,则Cu极质量增加__________。
(2)乙装置中,石墨电极C1是_______极,现象是______,C2极电极反应式为_______,若反应过程中阴极析出12.8g的Cu,则阳极产生的气体在标准状况下的体积为________。
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【题目】一种镁-过氧化氢燃料电池的原理为Mg + H2O2 + H2SO4=MgSO4+ 2H2O ,其装置如图所示。下列说法错误的是
A.a极发生还原反应B.电子由b极经电解质溶液流向a极
C.Mg2+由右侧经过阳离子交换膜移向左侧D.b极电极反应式为Mg-2e-=Mg2+
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【题目】下列有关化学反应与能量变化说法正确的是
A. 相同条件下,氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水所放出的热量少
B. 根据如图金刚石在一定条件下转化成石墨提供的信息,可知生成物比反应物稳定,过程中向外界放出热量为E2-E3
C. 同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
D. 已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ·mol-1
则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1641.0kJ·mol-1
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【题目】N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备备受人们的关注。
(1)一定温度下,在2L恒容密闭的容器中充入2.0molN2O5发生反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。在三种不同的条件下进行实验,N2O5的浓度随时间的变化如图所示。
①已知:2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol
2NO2(g)===N2O4(g) △H2=-55.3 kJ/mol
则反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)的△H=________。
②下列不能说明该反应已达平衡状态的是___(填序号)。
A.v正(N2O5)=2v逆(O2)
B.混合气体密度不变
C.混合体平均摩尔质量
D.NO2的体积分数不变
③该反应自发进行的条件是____(填“高温”或“低温”),实验Ⅲ中:a点v逆(O2)____(填“<”或“>”)b点v逆(O2)。
④实验Ⅱ从反应开始至平衡时,v(O2)=____mol/(L·min)。
⑤列式并计算该反应在800℃时的平衡常数K=_______。
(2)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,反应得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,该反应的化学方程式为_______。
(3)N2O5也可采用“电解法”制备,装置如图所示。
则N2O5在电解池的____(填“阴极”或“阳极”)室生成,其电极反应式为_____。
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【题目】采用乙烯与甲苯为主要原料,按下列路线可合成有机物 E、F:
请回答:
(1)B 中官能团的名称是_________,反应⑥的反应类型是__________。
(2)D→E 的 化 学 方 程 式_________________________________。
(3)F 的 结 构 简 式___________________________。
(4)下列有关说法不正确的是_________。
A.E 能与新制的 Cu(OH)2 悬浊液发生反应,而 B 不能与新制的 Cu(OH)2 悬浊液发生反应
B.F 在碱性条件下可发生皂化反应
C. 不能使酸性 KMnO4 溶液褪色
D. 1mol E 和足量 H2 反应,最多消耗 4mol H2
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【题目】某小组同学在实验室以下图所示的仪器和药品,进行氯气和铜粉反应的实验(部分夹持装置已省略).请按要求回答下列问题:
(1)装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为________________________。
(2)按气流方向连接各仪器接口的顺序是(填接口字母):
a→_____、_____→_____、_____→f→g→_____
(3)装置C中饱和食盐水的作用是__________________________。
(4)装置B中发生反应的离子方程式为_____________________________。
(5)加热装置D时,铜粉发生反应的化学方程式为___________________。
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【题目】中学化学中几种常见物质的转化关系如下:
将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题:
(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围:___________________________________。
(2)写出B的化学式:B________。
(3)①H2O2分子的电子式:__________________________________。
②写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式:_________________________。
(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象:____________________________。
(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2,恰好使C转化为F,写出该反应的离子方程式:______________________________________________________。
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【题目】某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应的实质。设计了如下图所示装置进行实验.
已知:1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1。
请回答:
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为__________________。
(2)实验前鼓入N2的目的是________________________________。
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是________,说明SO2具有________性。
(4)分析B中产生白色沉淀的原因。
观点1:SO2与Fe3+反应;
观点2:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①若观点1正确,除产生沉淀外,还应观察到的现象是_________________。
②按观点2,装置B中反应的离子方程式是______________________________,
③有人认为,如将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验,也可验证观点2是否正确。此时应选择的最佳试剂是(填序号)_____。
A.1 mol/L稀硝酸 |
B.1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液 |
C.6.0 mol/L NaNO3溶液和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液 |
D.3.0 mol/L NaNO3溶液和0.1mol/L硫酸等体积混合的溶液 |
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