【題目】煤的主要組成元素是碳、氫、氧、硫、氮,還有極少量的磷、砷、鍺、鎵、銦等元素, 燃煤產(chǎn)生CxHy、SO2、NOX等大氣污染物,研究NO2、NO、CO、SO2等大氣污染物和水污染物的處理對建設(shè)美麗中國具有重要意義。

(1)鍺是第四周期第ⅣA元素,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為_______________。

(2)利用煤的氣化獲得的水煤氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下可以合成綠色燃料甲醇。

已知:H2O(l)=H2O(g) △H1=+44.0kJ/mol

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) △H2=-3.0 kJ/mol

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-58.7 kJ/mol

寫出由CO與H2制備CH3OH氣體的熱化學(xué)方程式_________________。

(3)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,簡稱DMC):

2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) △H4<0

①該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________________。

②在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填標(biāo)號)。

A.v(CH3OH)= 2v(H2O) B.容器內(nèi)氣體的密度不變

C.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 D.CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變

③一定條件下分別向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中加入一定量的初始物質(zhì)發(fā)生該反應(yīng),各容器中溫度、反應(yīng)物的起始量如下表,反應(yīng)過程中DMC的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如下圖所示:

甲容器中,在5-15min中的平均反應(yīng)速率v(CO2) =__________。乙容器中,若平衡時n(CO2) =0.2mol,則T1__________T2(填“>”“<"或”=”)。甲、丙兩容器的反應(yīng)達(dá)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率:甲__________丙(填“>”“<"或”=”)。

(4)直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨,危害環(huán)境。可用NaOH吸收,所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反應(yīng)后的溶液中,它們的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X(ⅰ)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。

①若是0.1mol/LNaOH 反應(yīng)后的溶液,測得溶液的pH=8時,溶液中各離子濃度由大到小的順序是__________________。

②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定濃度的CaCl2 溶液,溶液中出現(xiàn)渾濁,pH降為2,用化學(xué)平衡移動原理解釋溶液pH降低的原因_________________________________。

【答案】 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-99.7kJ·mol-1 AC 0.05mol·L-1·min-1 c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)>c(H+) 因為HSO3-在溶液中既能電離,又能水解,當(dāng)向其中加入氯化鈣時,發(fā)生反應(yīng)Ca2++SO32-=CaSO3↓,使其電離平衡HSO3-H++SO32-中c(SO32-)減小而正向移動,導(dǎo)致c(H+)增大,pH減小

【解析】(1)主族元素的原子核外電子排布按照一般的電子排布規(guī)律即可畫出其原子結(jié)構(gòu)示意圖;(2)應(yīng)用蓋斯定律解答;(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)有速率判據(jù)和判據(jù)兩種,正確理解,認(rèn)真分析,以不變應(yīng)萬變,是解題的關(guān)鍵;利用表格和圖象信息,根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行“三段式分析,應(yīng)用等效平衡、外界條件對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響等進(jìn)行綜合分析解答②③,特別是甲、丙兩容器中速率的快慢和產(chǎn)物濃度的大小的影響因素是難點;(4)根據(jù)圖象信息,由溶液的pH即可得離子濃度的大小關(guān)系,復(fù)分解反應(yīng)的發(fā)生是導(dǎo)致溶液酸性變化的原因。

(1)鍺是第四周期第ⅣA元素原子序數(shù)為32,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。

(2)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)3-反應(yīng)2-反應(yīng)1即得熱化學(xué)方程式CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) H=H3-H2-H1= -99.7kJ·mol-1,

(3)根據(jù)2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) H4<0,

①其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;

②根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù),A、當(dāng)v(CH3OH)= 2v(H2O)時,反應(yīng)已達(dá)平衡;B、由于容器體積不變,氣體質(zhì)量守恒,所以氣體密度始終都不變,當(dāng)容器內(nèi)氣體密度不變時不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡;C、由于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等,由壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,當(dāng)壓強(qiáng)不變時,說明反應(yīng)已達(dá)平衡;D、CH3OHCO2的物質(zhì)的量之比取決于起始時加入量之比,若加入量與系數(shù)比相等,則任何時候CH3OHCO2的物質(zhì)的量之比都不變,所以CH3OHCO2的物質(zhì)的量之比保持不變時不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡。因此本題答案為AC。

③由圖象可知,甲容器在5-15min內(nèi),DMC的濃度改變了0.5mol/L,根據(jù)反應(yīng)方程式得c(CO2)=0.5 mol/L,則此時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v(CO2) = =0.05mol·L-1·min-1比較甲、乙兩容器起始加入的物質(zhì)的量,若在相同條件下,二者建立的平衡是完全等效平衡,圖象顯示甲容器平衡時c (DMC)=1.5 mol/L,n (CO2) = 1mol-1.5 mol/L×0.5L=0.25mol,乙容器平衡時n (CO2) =0.2mol< n (CO2) =0.25mol,說明乙容器相對于甲容器,平衡向右移動,已知該反應(yīng)H4<0,則降低溫度,化學(xué)平衡向右移動,所以T1>T2;由于丙容器的體積和溫度都不確定,只是CO2的物質(zhì)的量比甲容器大,由圖象可知,丙建立平衡的過程中速率比甲的快,且生成物DMC的濃度比甲的大,由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,可加快反應(yīng)速率,但平衡左移,使生成物的濃度減小,不符合圖象所示;若體積縮小即V<0.5L,即加壓,可加快反應(yīng)速率,且該反應(yīng)是一個氣體體積縮小的反應(yīng),加壓向右移動,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大,生成物濃度增大,符合圖象所示所以甲、丙兩容器的反應(yīng)達(dá)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是甲<丙。

(4)①由圖象可知,當(dāng)溶液的pH=8時,c(SO32-)>c(HSO3-),c(OH-)>c(H+),所以溶液中各離子濃度由大到小的順序是c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)>c(H+);

HSO3-在溶液中既有電離平衡,也有水解平衡,當(dāng)向其中滴加CaCl2溶液時,發(fā)生反應(yīng)Ca2++ SO32-=CaSO3↓,使其電離平衡HSO3-H++SO32-c(SO32-)減小而正向移動,導(dǎo)致c(H+)增大,pH減小。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】⑨是幾種有機(jī)物的名稱或化學(xué)式:

2,2,3﹣三甲基丁烷、②3﹣甲基﹣1﹣氯戊烷、③甲苯、④、 ClCH=CHCl、 13,5﹣庚三烯

據(jù)此回答下列問題:

1上述有機(jī)物中,互為同分異構(gòu)體的是______(用編號表示),存在順反異構(gòu)的是______(用編號表示).

2以③有機(jī)物為原料制備TNT炸藥的化學(xué)方程式為______

3已知在有機(jī)物分子中,若某個碳原子上連接4個不同的原子或基團(tuán),則這種碳原子稱為手性碳原子,如中帶*C原子。[若同一個碳原子上連著2個碳碳雙鍵(如C═C═C)時,分子極不穩(wěn)定,不存在。]1,3,5﹣庚三烯的眾多鏈烴同分異構(gòu)體中:含有手性碳原子,且與足量H2發(fā)生加成反應(yīng)后仍具有手性碳原子______種.含有手性碳原子,但與足量H2發(fā)生加成反應(yīng)后,不具有手性碳原子的結(jié)構(gòu)簡式是____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫酸是當(dāng)今世界最重要的化工產(chǎn)品之一。

I.硫酸的各種制法。

(1)早在1000多年前,我國就已采用加熱膽礬(CuSO4· 5H2O)或綠礬(FeSO4·7H2O)的方法制取硫酸。FeSO4受熱分解的化學(xué)方程式:2 FeSO4Fe2O3+SO2↑ +SO3↑。

FeSO4受熱產(chǎn)生的氣體通入如下圖裝置中,以檢驗產(chǎn)生的氣體中是否含有SO3SO2。 能說明SO2存在的實驗現(xiàn)象是_________

有同學(xué)提出虛線框內(nèi)盛裝NaOH溶液的裝置可以換成上圖右邊的a裝置,其中多孔玻璃球泡的作用是__________。

(2)目前工業(yè)上主要采用接觸法制備硫酸,其中一步為:2SO2+O22SO3。實驗室模擬該過程常用下圖裝置進(jìn)行實驗。b裝置中裝有濃硫酸,寫出b裝置的作用__________(寫出兩點)。

Ⅱ.硫酸的性質(zhì)。

(3)下圖中甲試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________ ,該反應(yīng)體現(xiàn)了濃硫酸的性質(zhì)為______。

(4)當(dāng)銅片與濃硫酸充分反應(yīng)后,試管內(nèi)并未出現(xiàn)藍(lán)色溶液,而是看到白色固體,請寫出檢驗白色固體的方法______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實驗現(xiàn)象描述錯誤的是

編號

實驗

現(xiàn)象

A

加熱放在坩堝中的小塊鈉

鈉先熔化成光亮的小球,燃燒時,火焰為黃色,燃燒后,生成淡黃色固體

B

在酒精燈上加熱用砂紙打磨過的鋁箔

鋁箔變軟,失去光澤,熔化的鋁并不滴落

C

FeCl2溶液中滴入NaOH溶液

生成白色沉淀,沉淀很快變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色

D

將水蒸氣通過灼熱的鐵粉

黑色粉末變?yōu)榧t褐色

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】貝諾酯是解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是

A. 分子式為C17H14O5N

B. 貝諾酯能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

C. 1 mol貝諾酯與H2發(fā)生加成反應(yīng)最多消耗8mol H2

D. 在氫氧化鈉水溶液中水解可以得到3種有機(jī)物鈉鹽

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硼酸(H2BO3)可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備,工作原理如圖所示。下列有關(guān)表述錯誤的是( )

A. M室的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+

B. N室中,進(jìn)口和出口的溶液濃度大小關(guān)系為a%<b%

C. b膜為陰離子交換膜,產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)為H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O

D. 理論上每生成1molH3BO3,陰極室可生成5.6L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵有兩種氯化物,都是重要的化工試劑。查閱有關(guān)資料如下:

(氯化鐵)熔點為306℃,沸點為315℃;易吸收空氣中的水分而潮解。工業(yè)上采用向500~600℃的鐵粉中通入氯氣來生產(chǎn)無水氯化鐵。

(氯化亞鐵)熔點為670℃,易升華。工業(yè)上采用向熾熱鐵粉中通入氯化氫來生產(chǎn)無水氯化亞鐵。

某化學(xué)活動小組用下圖所示的裝置(夾持裝置略去)模擬工業(yè)生產(chǎn)制備無水氯化鐵。請回答下列問題:

(1)在裝置A中,用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,反應(yīng)的離子方程式為_________。儀器D的名稱是__________________。

(2)D中裝的藥品是堿石灰,其作用是__________________________。

(3)定性分析。取裝置C中的少量產(chǎn)物溶于稀硫酸中配成稀溶液待用。若產(chǎn)物中混有FeCl2,可用下列試劑中的_____(只能選取一種試劑,填序號)進(jìn)行檢測,實驗現(xiàn)象是__________________________________。

①H2O2 溶液 ②KI-淀粉溶液 ③KSCN溶液 ④酸性KMnO4溶液

(4)定量分析。取裝置C中的產(chǎn)物,按以下步驟進(jìn)行測定:①稱取4.60g產(chǎn)品溶于過量的稀鹽酸中;②加入足量H2O2溶液;③再加入足量NaOH溶液;④過濾、洗滌后灼燒沉淀;⑤稱量所得紅棕色固體為2.40g。

則該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______%(結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位)。

(5)由(4)定量分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論,并提出改進(jìn)措施。

①用題目所給的裝置制得的產(chǎn)物中,鐵元素含量______(填“相等”、“偏高”或“偏低”),說明含有FeCl2雜質(zhì)。

②若要得到較純凈的無水氯化鐵,可采取的“裝置”改進(jìn)措施是_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)對含有少量Na2SO4NaOH樣品中NaOH的含量進(jìn)行測定。回答下列問題:

1甲同學(xué)運用沉淀法測定樣品中NaOH的含量。該同學(xué)選用的藥品有樣品、蒸餾水、MgCl2溶液,需要測定的實驗數(shù)據(jù)有__________。

2乙同學(xué)運用中和滴定法測定樣品中NaOH的含量。

①用分析天平準(zhǔn)確稱取該樣品5.0000 g,全部溶于水配制成1000.0 mL溶液。用堿式滴定管量取20.00 mL所配溶液放在錐形瓶中,滴加幾滴指示劑,待測。滴定管在使用前除洗滌外,還應(yīng)____________________________________

②用濃度為0.100 0 mol·L1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。開始滴定前的一步操作是________。

③滴定過程中用pH計測定錐形瓶中溶液的pH,臨近滴定終點時測定pH應(yīng)每滴一滴測一次。

④滴定過程中,錐形瓶中溶液的pH變化如下:

V(HCl)/mL

0.00

12.00

18.00

22.00

23.00

23.96

24.00

24.04

25.00

26.00

30.00

pH

13.1

12.6

12.2

11.7

11.4

9.9

7.0

4.0

2.7

2.4

1.9

請在坐標(biāo)圖中繪制出上述中和滴定的曲線。______________

⑤如表所示是幾種酸堿指示劑的變色范圍,根據(jù)你所作的中和滴定曲線分析,上述中和滴定中應(yīng)選用的指示劑是________。

指示劑

變色范圍(pH)

顏色

甲基橙

3.14.4

石蕊

5.08.0

藍(lán)

酚酞

8.210.0

⑥樣品中,NaOH的質(zhì)量百分含量為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說法正確的是

A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24LCH3OH分子中共價鍵的數(shù)目為0.5NA

B. 1molNa2O2與足量CO2充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2 NA

C. 25℃1LpH=12Na2CO3溶液中,由水電離出H+的數(shù)目為0.01NA

D. 0.1molH20.1molI2于密閉容器中充分反應(yīng)后,HI分子總數(shù)為0.2NA

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