【题目】研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1 kJ·mol1
②2H2(g)+ CO(g)CH3OH(l) △H2=128.3 kJ·mol1
③2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) △H3=483.6 kJ·mol1
25℃时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为__________________________。
(2)利用反应①来制备氢气,为了探究温度、压强对反应①速率、转化率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为400℃或500℃,压强为101kPa或404kPa)。
实验序号 | 温度℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/mol·L1 | H2O初始浓度/mol·L1 |
1 | 400 | p | 3.0 | 7.0 |
2 | t | 101 | 3.0 | 7.0 |
3 | 400 | 101 | 3.0 | 7.0 |
①实验2和实验3相比,其平衡常数关系是K2__________K3(填“>”“<”或“=”)。
②将等物质的量的CH4和水蒸气充入1 L恒容密闭容器中,发生上述反应,在400℃下达到平衡,平衡常数K=27,此时容器中CO物质的量为0.10 mol,则CH4的转化率为__________。
(3)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示。
①“重整系统”发生的反应中n(FeO)∶n(CO2)=6∶1,则FexOy的化学式为______________。
②“热分解系统”中每分解l mol FexOy,转移电子的物质的量为________。
(4)pC类似pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。若某溶液中溶质的浓度为1×103 mol·L1,则该溶液中溶质的pC=lg(1×103)=3。如图2为25℃时H2CO3溶液的pCpH图。请回答下列问题 (若离子浓度小于105 mol·L1,可认为该离子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、、_____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________。
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的最终将_______。
A.变大 B.变小 C.基本不变 D.无法判断
【答案】(1)CH4(g)+O2 (g)CH3OH(l) △H=164.0 kJ·mol1
(2)①> ② (90.9%、90.91%、×100%均可)
(3)①Fe3O4 ②2 mol
(4)①不能 ②1×106 ③A
【解析】本题考查盖斯定律的应用、弱电解质在水溶液中的电离平衡、物质的量的相关计算、化学平衡的计算和影响因素。(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1 kJ·mol1,
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) △H2=128.3 kJ·mol1,
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=483.6 kJ·mol1,
根据盖斯定律,将①+1/2×③+②得:CH4(g)+ 1/2O2(g)CH3OH(l)
△H=(+206.1 kJ·mol1)+1/2 (483.6 kJ·mol1)+(128.3 kJ·mol1)=164.0 kJ·mol1。
(2)①对比实验2、3,只有温度不同,其它条件相同,所以实验2、3的目的是探究温度对化学反应速率的影响;温度升高,平衡向吸热方向移动,该反应为吸热反应,所以平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,所以K2>K3;
②依据化学平衡的三段式列式计算,设CH4与H2O(g)物质的量为a,
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始量(mol) a a 0 0
变化量(mol) 0.10 0.10 0.10 0.30
平衡量(mol) a0.10 a0.10 0.10 0.30
由平衡常数表达式:K=27,
解之得:a=0.11,平衡转化率:×100%=90.9%。
(3)①由示意图可知,重整系统中CO2和FeO反应生成FexOy和C,发生的反应中n(FeO)∶n(CO2)=6∶1,根据Fe原子、O原子守恒可知x∶y=6∶(6+2)=3∶4,故FexOy的化学式为Fe3O4;②热分解系统中是Fe3O4分解为FeO与氧气,分解l mol Fe3O4转移电子的物质的量为1 mol×3×(8/32)=2 mol。
(4)①碳酸存在的溶液中酸性较强、碳酸根离子存在的溶液中碱性较强,所以碳酸根离子和碳酸不能大量共存;②由图象可知当pH=6时,pC(H2CO3)=pC(),结合Ka1(H2CO3)= ==106;③氢离子浓度增大,平衡向左移动放出CO2,碳酸浓度基本不变,则c(H+)/c(H2CO3)最终将变大,故选A。
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【题目】用 MnO2 和浓盐酸制取纯净干燥的氯气,并让氯气与铜粉反应制取纯净的无水 CuCl2,装置如图所示。请回答下列问题:
(1)实验前检查整套装置的气密性的方法是______________,写出 A 中反应的化学方程式____________。
(2)B 中选用的试剂是____________,其作用是_____________;C 中选用的试剂是_____________,其作用是____________________。
(3)D 中反应的化学方程式是________________。
(4)装置 E 的目的是_______________,写出 E 中发生反应的化学方程式:______________。
(5)但实验发现 D 中得到的无水 CuCl2 总是偏蓝色,请你帮他们分析这是为什么?_________________,提出改进方案:____________________________。
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【题目】中国科学家屠呦呦因开创性地运用萃取的原理从中草药中分离出青蒿素并应用于疟疾治疗获得今年的诺贝尔医学奖。萃取实验中用到的主要仪器是 ( )
A. 长颈漏斗 B. 分液漏斗
C. 圆底烧瓶 D. 蒸馏烧瓶
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【题目】Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是( )
A.还原性:Na>Mg>Al
B.第一电离能:Na<Mg<Al
C.电负性:Na>Mg>Al
D.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3
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【题目】“物质的量”是一个将微观粒子与宏观物质联系起来的物理量。下列说法不正确的是( )
A. 1 mol NaCl的体积为22.4 L
B. 1 mol H2含有6.02×1023个氢分子
C. 1 mol O2含有2 mol氧原子
D. 标准状况下,1 mol H2的体积为22.4 L
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【题目】某校环保小组学生处理污水样品时,需要配制450mL0.1mol/L硫酸。
(1)如图所示仪器中,配制上述溶液肯定不需要的仪器是_____(填字母),除图中已有仪器外,配制上述溶液还需要的玻璃仪器是______(填仪器名称)。
(2)如果用5.0mol/L的硫酸来配制上述硫酸,则需该硫酸的体积为_____。
(3)在容量瓶的使用方法中,下列操作正确的是____(填字母)。
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用水洗净后,再用待配溶液润洗
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加水接近标线l~2cm处,用滴管加蒸馏水至标线
D.定容后,盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反复倒转多次,摇匀
(4)定容时,若仰视刻度线,则所配溶液物质的量浓度___(填“偏大”“偏小”“不变”)。
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【题目】在含有下列各离子组的溶液中,能大量共存且溶液为无色透明的是()
A. Na+、Cu2+、Cl-、SO42― B. Ba2+、K+、OH-、NO3―
C. K+、Ca2+ 、NH4+、CO32― D. H+、Ca2+、Cl-、HCO3―
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【题目】用NA表示阿伏德罗常数,下列叙述正确的是( )
A. 标准状况下,22.4LH2O含有的分子数为NA
B. 常温常压下,1.06g Na2CO3含有的Na+离子数为0.02 NA
C. 通常状况下,NA个CO2分子占有的体积为22.4L
D. 物质的量浓度为0.5mol·L1的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
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【题目】用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中,通电电解。当电解液的c(H+)从1×10-6molL-1变为1×10-3molL-1时(设电解时阴极没有氢气析出且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计),电极上析出银的质量约是()
A. 27mg B. 54mg C. 108mg D. 216mg
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