【題目】能源、環(huán)境與人類的生活和社會發(fā)展密切相關。低碳、環(huán)保,能源的綜合利用是是當今的熱門話題。英國蒂斯河畔斯托克頓市的“空氣燃料合成公司冶竟真的發(fā)明出了一種將空氣變成汽油的高科技技術,而美國科學家最早設計出以甲烷等碳氫化合物為燃料的新型電池,大大提高天然氣的利用效率。據(jù)此,回答下列問題:
(1)“空氣變汽油”這項科技解決環(huán)境問題的意義是_______________________;
(2)“空氣變汽油”其原理可簡化如下:
則:
①合成路線中,NaOH 和鹽酸都可以循環(huán)利用,寫出有關反應式______________________;
②轉變過中,100g5%Na2CO3溶液,電解后,溶液濃度變?yōu)?0%,則生成標準狀況下的氫氣多少升?
(3)天然氣燃料電池最大的障礙是氧化反應不完全,產(chǎn)生________ (填寫化學式)堵塞電極的氣體通道,有人估計,完全避免這種副反應至少還需10年時間。
(4)以下是天然氣燃料電池電解精煉銅的裝置圖:
則,①甲池反應的離子方程式為______________________;
②當乙池中某電極的質量增重12.8g 時,理論上甲池中消耗的CH4在標準狀況下的體積為__________mL,甲池中溶液的pH約為__________(溶液的體積變化忽略不計);此時向甲池中加入1 L1.0×10-3mol/L的CaCl2溶液,則甲池中________(填“有”或“無”)沉淀生成[已知Ksp(CaCO3)=2.9×10-9]。
【答案】(1)減少空氣中過多的CO2,防止溫室效應加劇 (2)①2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ H2+Cl22HCl ② 62.2L
(3)C (4)①CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O ②1120 13 有
【解析】
試題分析:(1)空氣變油會減少空氣中過多的CO2,防止溫室效應加;流程中電解水需要消耗大量的電能。 (2)①電解母液與鹽酸反應后的溶液,生成CO2氣體外,溶液含大量氯化鈉,通電電解,生成NaOH溶液,氯氣與氫氣可合成 HCl,制鹽酸。②100- = 50gH2O生成氫氣在標準狀況下體積50×1/18×22.4 =62.2L。(3)天然氣如果被氧化不完全,則生成固體碳而阻塞電極氣體通道。(4)①甲池離子反應,實際上是CH4與O2在堿性條件下的反應:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O;②乙池A極為陰極,B為陽極,電極A應純銅,,A極有銅析出,質量增加,增重的量為析出銅的質量,12.8g/64g·mol -1 =0.2mol;反應關系式:CH4 ~2OH-~ CO32-~2O2~8e-~4Cu,則甲池消耗的甲烷n(CH4)= 0.2×1/4=0.05mol,標況下的體積1120mL;甲池中消耗的n(OH-)=1/2×n(Cu)= 0.1mol,電解后甲池中c(OH-)=(2-0.1)/1=0. 1mol·L -1 (在強堿性溶液中,CO32-水解忽略),pH=14-1=13;n(CO32-)=1/4×n(Cu)=1/4×0.2 =0.05mol,兩溶液混合后,體積擴大1倍,c(CO32-)= 0.025mol·L -1 ,c(Ca2+)=1/2×1.0×10 -3 =5×10-4 mol·L -1,Qc =0.025×5×10-4 =1.25×10 -5 >Ksp(CaCO3)= 2.9×10 -9,所以有沉淀生成。
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【題目】某有機物的分子結構如圖所示,F(xiàn)有試劑:①Na ②H2/Ni ③Ag(NH3)2OH ④新制Cu(OH)2 ⑤NaOH ⑥酸性KMnO4溶液。能與該化合物中兩個或兩個以上官能團都發(fā)生反應的試劑有( )
A.①②⑤⑥ B.①②④⑥ C.①③④⑤ D.全部
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【題目】工業(yè)合成氨的反應為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。設在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反應在一定條件下達到平衡時,NH3的物質的量分數(shù)(NH3的物質的量與反應體系中總的物質的量之比)為計算:
(1)該條件下N2的平衡轉化率;(小數(shù)點后保留一位)
(2)該條件下反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)。(不帶單位)
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【題目】(1)請正確表示下列化學用語:
乙炔(結構式) ;甲烷(空間構型) ;羥基(電子式) ;
C22-(電子式) _________ ;1,3-丁二烯(實驗式) 。
(2)高分子化合物是由三種單體通過加聚反應而制得的。這三種單體的結構簡式是 、 、 ;
(3)提純下列物質(括號內為雜質)
①NaCl(KNO3)固體中提取NaCl固體: 。
②KNO3(NaCl)溶液中得KNO3固體: 。
③乙醇(水)混合物中得無水乙醇: 。
④溴苯(溴)混合物中得溴苯: 。
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【題目】某烴類化合物A的質譜圖表明其相對分子質量為84,紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵,核磁共振氫譜表明分子中只有一種類型的氫。
(1)A的結構簡式為__________________________;
(2)A中的碳原子是否都處于同一平面?____________(填“是”或“不是”);
(3)在下圖中,D1、D2互為同分異構體,E1、E2互為同分異構體。
(a)反應②的化學方程式為__________________________________________;
(b)C的化學名稱是__________________________________________ ;
(c)E2的結構簡式是__________________________________________ ;
(d)④、⑥的反應類型依次是______________________ , ____________________ 。
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【題目】某研究性學習小組為了制取、收集純凈干燥的氯氣并探究氯氣的性質,他們設計了如圖所示的實驗裝置:
請回答下列問題:
(1)整套實驗裝置的連接順序是f接( )( )接( )( )接( )(填各接口處的字母代號)。
(2)E裝置中制取氯氣的離子方程式是 。
(3)A裝置中試劑X是 。
(4)C裝置中的現(xiàn)象是 產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是 (用離子方程式和必要的文字解釋)。
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【題目】根據(jù)下面的反應線路及所給信息填空。
(1)A的結構簡式是 ,B的結構簡式是 ;
(2)①的反應類型是 ;②的反應類型是 ;
(3)反應④的條件是 ;
(4)寫出反應④的化學方程式________________ ___。
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【題目】能源問題是人類社會面臨的重大課題,甲醇是未來重要的綠色能源之一。
(1)利用工業(yè)廢氣CO2可制取甲醇,己知常溫常壓下下列反應的能量關系如圖:
則CO2與H2反應生成液態(tài)CH3OH 的熱化學方程式為_______________________。
(2)CH4 和H2O(g)通過下列轉化也可以制得CH3OH:
I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g); △H1>0
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g); △H2<0
將1.0molCH4 和3.0molH2O (g)通入反應室(容積為100L)中,在一定條件下發(fā)生反應I,CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如下圖所示。
① 圖中的P1___P2(填“<”、“>”或“=”) ,判斷的理由是________________。
② 若反應II在恒容密閉容器進行,下列能判斷反應II達到平衡狀態(tài)的是______(填序號)。
A.生成CH3OH 的速率與消耗CO 的速率相等 B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的總物質的量不變 D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
③在某溫度下,將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中發(fā)生反應II,5min時達到平衡,各物質的物質的濃度(mol· L-1)變化如下表所示:
2min | 5min | 10min | |
CO | 0.07 | 0.06 | 0.05 |
H2 | 0.14 | 0.12 | 0.20 |
CH3OH | 0.03 | 0.04 | 0.05 |
若5min時只改變了某一條件,則所改變的條件是_______________。
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【題目】運用化學反應原理研究碳、氮的單質及其化合物的反應對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。
(1)甲醇作為一種重要的化工原料,既可以作為燃料,還可用于合成其它化工原料。在一定條件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反應原理可表示為:CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) △H=-29.1kJ/mol。向體積為2 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)和2molCO,測得容器內的壓強(p:kPa)隨時間(min)的變化關系如下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示:
①Ⅱ和Ⅰ相比,改變的反應條件是 。
②反應Ⅰ在5 min時達到平衡,在此條件下從反應開始到達到平衡時v(HCOOCH3)= 。
③反應Ⅱ在2 min時達到平衡,平衡常數(shù)K(Ⅱ)= 。在體積和溫度不變的條件下,在上述反應達到平衡Ⅱ時,再往容器中加入1 mol CO和2mol HCOOCH3后v(正)______ v(逆)(填“>”“<”“=”),原因是________________。
④比較反應Ⅰ的溫度(T1)和反應Ⅲ的溫度(T3)的高低:T1 T3(填“>”“<”“=”),判斷的理由是_____________________________。
(2)超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層?茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2。某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉化進行研究,測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖所示,利用以下反應填空:NO+CON2+CO2(有CO) 2NON2+O2(無CO)
①若不使用CO,溫度超過775 ℃,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因為 ;
②在n(NO)/n(CO)=1的條件下,應控制最佳溫度在 左右。
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