【題目】科學(xué)家對(duì)一碳化學(xué)進(jìn)行了廣泛深入的研究并取得了一些重要成果。
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230℃催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。下圖表示恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:__________________。
(2)現(xiàn)向三個(gè)體積均為2L的恒容密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均分別充入lmolCO和2molH2發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變,當(dāng)反應(yīng)均進(jìn)行到5min時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,其中只有一個(gè)容器中的反應(yīng)己經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài).
① 三個(gè)容器中一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是容器_____(填序號(hào),下同)
②0~5min時(shí)間內(nèi)容器I中用CH3OH表示的化學(xué)反應(yīng)速率為__________。
③ 當(dāng)三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)CO 的轉(zhuǎn)化率最高的是容器_____;平衡常數(shù)最小的是容器______。
(3)CO常用于工業(yè)冶煉金屬.右下圖是在不同溫度下CO還原四種金屬氧化物達(dá)平衡后氣體中l(wèi)g[]與溫度(t)的關(guān)系曲線圖。下列說法正確的是_______。
A.工業(yè)上可以通過增高反應(yīng)裝置來延長(zhǎng)礦石和CO接觸的時(shí)間,減少尾氣中CO的含量
B.CO不適宜用于工業(yè)冶煉金屬鉻(Cr)
C.工業(yè)冶煉金屬銅(Cu)時(shí)較低的溫度有利于提高CO的利用率
D.CO還原PbO2的反應(yīng)△H>O
(4)某工廠工業(yè)廢水中含有甲醛,該廠降解甲醛的反應(yīng)機(jī)理如圖所示,則X表示的粒子是____,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
【答案】 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol Ⅲ 0.067 mol/(L·min) I Ⅲ BC( HCO3- ,HCHO+O2CO2+H2O
【解析】(1)由恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化示意圖可知,0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)80%時(shí)的能量變化為3.4kJ/mol-23kJ/mol=19.6kJ/mol,由此求出1molCO2和3molH2轉(zhuǎn)化率達(dá)100%時(shí)的能量變化為49kJ/mol,所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ/mol。
(2)由圖像可知,T3>T2>T1,所以反應(yīng)前5min的平均速率為III>II>I,從速率方面講,最先到達(dá)平衡狀態(tài)的一定是III,由于該反應(yīng)△H1<0為放熱反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而減小,所以從反應(yīng)限度方面講,最先到達(dá)平衡狀態(tài)的也一定是III。
① 三個(gè)容器中一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是容器III。
②設(shè)0~5min時(shí)間內(nèi)容器I中CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)氫氣的轉(zhuǎn)化率為x
起始量(mol) 1 2 0
變化量(mol) x 2 x
5min量(mol) 1- x 2-2x x
由氫氣的體積分?jǐn)?shù)為0.4=,解之得x=0.67,則用CH3OH表示的化學(xué)反應(yīng)速率為 =0.067 mol/(L·min) 。
③ 當(dāng)三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),KI>KII>KIII,CO 的轉(zhuǎn)化率最高的是容器I;平衡常數(shù)最小的是容器III。
(3)在平衡體系中,lg[]的值越小,說明反應(yīng)的CO的轉(zhuǎn)化率越高,金屬氧化物越容易被還原,反之則越低,金屬氧化物越難被還原。由達(dá)平衡后氣體中l(wèi)g[]與溫度(t)的關(guān)系曲線圖可知:A.工業(yè)上可以通過增高反應(yīng)裝置來延長(zhǎng)礦石和CO接觸的時(shí)間,減少尾氣中CO的含量,這個(gè)說法不正確,在平衡狀態(tài)下,CO的百分含量是保持不變的;B.由圖可知,即使在1300℃,lg[]>2, >102,則Cr2O3(s)+3CO(g)2Cr(s)+3CO2(g),K= <10-6,所以CO不適宜用于工業(yè)冶煉金屬鉻(Cr)是正確的;C.由圖可知,在較低的溫度下,lg[]的值較小,所以工業(yè)冶煉金屬銅(Cu)時(shí)較低的溫度有利于提高CO的利用率是正確的;D.由圖像可知,CO還原PbO2的反應(yīng)中l(wèi)g[]的值隨溫度升高而增大,說明該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而減小,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<O ,D不正確。綜上所述BC正確。
(4)由圖可知,-CHO與O2-反應(yīng)后生成X,而X與H+反應(yīng)生成的是CO2,所以X表示的粒子是HCO3-,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為,HCHO+O2CO2+H2O。
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【題目】丙烯酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CH—COOH,對(duì)其性質(zhì)的描述不正確的是( )
A.能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣B.能與新制氫氧化銅反應(yīng)
C.能發(fā)生加聚反應(yīng)生成高分子化合物D.能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)而使溴水褪色
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【題目】如圖所示,已知兩瓶容積相同,同溫同壓下,左瓶?jī)?nèi)充滿氯化氫氣體,當(dāng)右瓶中充滿下列混合氣體中的某一組時(shí),其所含原子總數(shù)與左瓶中所含原子總數(shù)一定相等,則該混合氣體是( )
A. O3、N2 B. CH4、NH3 C. N2、O2 D. CO、CO2
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【題目】五種短周期元素的部分性質(zhì)數(shù)據(jù)如下:
元素 | T | X | Y | Z | W |
原子半徑(nm) | 0.037 | 0.075 | 0.099 | 0.102 | 0.143 |
最高或最低化合價(jià) | +1 | +5,-3 | +7,-1 | +6,-2 | +3 |
請(qǐng)回答下列問題:
(1)Z離子的結(jié)構(gòu)示意圖為________________。
(2)關(guān)于Y、Z兩種元素,下列敘述正確的是________(填序號(hào))
a.簡(jiǎn)單離子的半徑Y(jié)>Z
b.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y比Z強(qiáng)
c.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性Z比Y強(qiáng)
(3)甲是由T、X兩種元素形成的10e-分子,乙是由Y、W兩種元素形成的化合物。
某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置(夾持儀器省略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將甲的濃溶液逐滴加入到NaOH固體中,燒瓶中立即有甲放出,原因是______________________。
一段時(shí)間后,觀察到試管中的現(xiàn)象是______________________________,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________。
(4)XO2是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的“罪魁禍?zhǔn)住敝。它被NaOH溶液吸收的化學(xué)方程式是:2XO2+2NaOH===M+NaXO3+H2O(已配平),產(chǎn)物M中元素X的化合價(jià)為____________________。
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【題目】完成下列填空
(1)決定物質(zhì)體積的因素有 ①構(gòu)成物質(zhì)的粒子數(shù);②粒子大;③粒子間的距離。對(duì)固體、液體物質(zhì)而言,它主要是由上述______決定(填寫編號(hào),下同);對(duì)氣體物質(zhì)而言,它主要由上述_____決定。
(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,體積為11.2 L 的CO2的 質(zhì)量______g,其所含原子的總數(shù)是______ 個(gè)。
(3)配制100 mL2 molL-1的H2SO4溶液,需要某98%H2SO4溶液(密度為1.8g/cm-3)的體積為________ml(保留三位有效數(shù)字)。取配制后的溶液20ml,SO42-的物質(zhì)的量為______,加入足量的鋅,生成標(biāo)況下氫氣的體積為:______ L。
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【題目】氯化鐵溶液與氫氧化鐵膠體具有的共同性質(zhì)是 ( )
A. 分散質(zhì)粒子大小都在1~100nm之間 B. 都有丁達(dá)爾效應(yīng)
C. 分散質(zhì)粒子都能通過濾紙 D. 都呈紅褐色
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【題目】下列實(shí)驗(yàn)方法正確的是是( )
A.用水鑒別四氯化碳、苯和乙醇
B.除去乙烷中少量的乙烯:通過酸性高錳酸鉀溶液洗氣
C.除去苯中少量的苯酚:加足量NaOH溶液,蒸餾
D.用碘水檢驗(yàn)淀粉是否已經(jīng)開始水解
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【題目】月球上有頗為豐富的核聚變?nèi)剂?/span>He。有關(guān)He的說法正確的是( )
A. 原子序數(shù)為3 B. 中子數(shù)為3
C. 與He互為同位素 D. 核外電子數(shù)為3
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