【題目】將甘油(C3H8O3)轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品是當(dāng)前熱點(diǎn)研究方向,甘油和水蒸氣經(jīng)催化重整可制得氫氣,反應(yīng)主要過程如下:
反應(yīng)Ⅰ: C3H8O3(l)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ: 2C3H8O3(l)+3O2(g)6CO2(g)+8H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅲ: 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=b kJ·mol-1
(1)ΔH1=__________。
(2)酸性條件下,甘油可在納米TiO2Pt復(fù)合膜陽極上轉(zhuǎn)化為甘油醛(C3H6O3),該電極方程式為________________________________。
(3)硝化甘油(C3H5O9N3)是治療心絞痛的速效藥,也可用作開采礦物的炸藥。
①硝化甘油能治療心絞痛的原理是在人體中釋放NO,實(shí)驗(yàn)室中也可通過干法制備NO,方程式為3KNO2+KNO3+Cr2O32K2CrO4+4NO↑。若有1 mol NO生成,則被KNO3氧化的Cr2O3的物質(zhì)的量為________mol。
②硝化甘油爆炸時(shí)會(huì)徹底分解為N2、O2、CO2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。
(4)①反應(yīng)Ⅰ制備H2時(shí)的副產(chǎn)物很多,主要有CH4、C2H4等,生產(chǎn)過程中必須采取措施抑制副產(chǎn)物產(chǎn)生,目的是__________________________________________________________。
②為了有效提高反應(yīng)Ⅰ氫氣的產(chǎn)率,研究人員還采用CaO吸附增強(qiáng)制氫的方法。如圖1所示,請(qǐng)分析加入CaO提高氫氣產(chǎn)率的原因_________________________________________。
(5)高效的催化劑是這種制氫方法能大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。圖2為三種不同催化劑在一段時(shí)間內(nèi)與甘油轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,則Ni/SiC催化劑的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________。
【答案】1/2(a-3b)kJ·mol-1 C3H8O3-2e-===C3H6O3+2H+ 0.125 4C3H5O9N36N2↑+O2↑+12CO2↑+10H2O 提高氫氣的產(chǎn)率或使甘油和水分子中氫原子盡可能轉(zhuǎn)化為氫氣 CaO消耗CO2,降低CO2的濃度,促使平衡正向移動(dòng),提高H2產(chǎn)率 催化劑效率高,穩(wěn)定性高或催化劑壽命長
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,對(duì)已知的熱化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
(2)甘油(C3H8O3)中碳元素平均價(jià)態(tài)為-,甘油醛(C3H6O3)中碳元素平均價(jià)態(tài)為0,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),所以1molC3H8O3失去×3=2mole-,在酸性介質(zhì)中同時(shí)生成H+。
(3)分析方程式3KNO2+KNO3+Cr2O32K2CrO4+4NO↑中元素化學(xué)價(jià)的變化知,KNO2和KNO3作氧化劑,Cr2O3作還原劑,3molKNO2得到3mole-,1molKNO3得到3mole-,1molCr2O3被氧化失去6mole-,其中3mole-由KNO3獲得,所以每1molKNO3能氧化mol的Cr2O3。另外,每生成4molNO中有1molKNO3參加反應(yīng),所以生成1molNO時(shí)就有molKNO3參加反應(yīng),據(jù)此分析。②硝化甘油爆炸時(shí)反應(yīng)物是C3H8O3,生成物為N2、O2、CO2和H2O,再根據(jù)化合價(jià)升降守恒和元素守恒配平。
(4) ①由反應(yīng)方程式可知,甘油和水中氫元素全部轉(zhuǎn)化為H2,而副產(chǎn)物CH4、C2H4越多,生成H2的產(chǎn)率越低。②CaO吸收CO2:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s),反應(yīng)體系中CO2濃度降低,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),由此分析。
(5)由圖2知,使用Ni/Al2O3和Ni/GeO2催化劑時(shí),在反應(yīng)后期甘油轉(zhuǎn)化率反而降低;而使用Ni/SiC催化劑時(shí)甘油轉(zhuǎn)化率較高,且轉(zhuǎn)化率長時(shí)間保持穩(wěn)定值。
(1)根據(jù)蓋斯定律,對(duì)已知3個(gè)熱化學(xué)方程式運(yùn)算可知,(II-2×I)÷3=III,則有(ΔH2-2ΔH1)÷3=ΔH3,即(a-2ΔH1)÷3=b,解得ΔH1=kJ/mol。
(2)甘油(C3H8O3)中碳元素平均價(jià)態(tài)為-,甘油醛(C3H6O3)中碳元素平均價(jià)態(tài)為0,因陽極發(fā)生氧化反應(yīng),所以1molC3H8O3失去×3=2mole-,在酸性介質(zhì)中同時(shí)生成H+,其電極方程式為C3H8O3-2e-=C3H6O3+2H+。
(3)分析方程式3KNO2+KNO3+Cr2O32K2CrO4+4NO↑中元素化合價(jià)的變化知,KNO2和KNO3均作氧化劑,Cr2O3作還原劑,1molCr2O3被氧化時(shí)失去6mole-,其中3mole-由KNO3獲得,所以每1molKNO3能氧化mol的Cr2O3。另外,每生成4molNO中有1molKNO3參加反應(yīng),即生成1molNO時(shí)就有molKNO3參加反應(yīng),所以若有1molNO生成,則mol KNO3能氧化Cr2O3的物質(zhì)的量=×mol=0.125mol。
②硝化甘油爆炸時(shí)反應(yīng)物是C3H8O3,生成物為N2、O2、CO2和H2O,再根據(jù)化合價(jià)升降守恒和元素守恒配平:4C3H5O9N36N2↑+O2↑+12CO2↑+10H2O。
(4) ①由反應(yīng)I方程式可知,甘油和水中氫元素全部轉(zhuǎn)化為H2,而副產(chǎn)物CH4、C2H4越多,生成H2的產(chǎn)率越低。所以生產(chǎn)過程中采取措施抑制副產(chǎn)物產(chǎn)生的目的是提高氫氣的產(chǎn)率或使甘油和水分子中氫原子盡可能轉(zhuǎn)化為氫氣。
②由圖1知,隨CaO加入量增加,CO2物質(zhì)的量直線下降,是因?yàn)?/span>CaO吸收CO2:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s),反應(yīng)體系中CO2濃度降低,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),H2產(chǎn)率增大。
(5)由圖2知,使用Ni/Al2O3和Ni/GeO2催化劑時(shí),在反應(yīng)后期甘油轉(zhuǎn)化率反而降低;而使用Ni/SiC催化劑時(shí)甘油轉(zhuǎn)化率較高,且轉(zhuǎn)化率長時(shí)間穩(wěn)定在較高水平,所以,Ni/SiC催化劑的優(yōu)點(diǎn)是:催化劑效率高,穩(wěn)定性高或催化劑壽命長。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】分別取50mL 0.5mol/L的鹽酸溶液與50mL 0.55mol/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)。下列操作和說法不正確的是
A. 稍過量的氫氧化鈉是確保鹽酸完全反應(yīng)
B. 向盛裝鹽酸的燒杯中小心緩慢地加入氫氧化鈉溶液
C. 儀器A的名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒
D. 在實(shí)驗(yàn)過程中,把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈后再測(cè)量氫氧化鈉溶液的溫度
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【題目】已知在25℃時(shí),醋酸、碳酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)如下表所示:
電解質(zhì) | 醋酸 | 碳酸 | 亞硫酸 |
電離常數(shù) | K=1.75×10-5 | K1=4.30×10-7 K2=5.61×10-11 | K1=1.00×10-2 K2=1.02×10-7 |
(1)寫出亞硫酸的第一級(jí)電離平衡常數(shù)表達(dá)式:K1=_____________________。
(2)已知NaHSO3溶液顯酸性,寫出溶液中離子濃度大小_____________________。
(3)Na2CO3溶液去油污的原因: _____________________。(用化學(xué)用語表示)
(4)在相同條件下,試比較①CH3COONa ②NaHCO3 ③Na2SO3水溶液的堿性強(qiáng)弱:(填序號(hào))_____________________。
(5)若保持溫度不變,在醋酸溶液中加入少量醋酸鈉,下列量會(huì)變小的是_________。(填序號(hào))
A.c(CH3COO-) B.c(H+) C.醋酸電離平衡常數(shù) D.醋酸的電離程度
(6)NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kb=_______________ molL-1。
(7)H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為_________________________________。
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【題目】有下列幾組物質(zhì),請(qǐng)將序號(hào)填入下列空格內(nèi):
A、CH2=CH﹣COOH和油酸(C17H33COOH)
B、12C60和石墨
C、和
D、35Cl和37Cl
E、乙醇和乙二醇
(1)互為同位素的是 ;
(2)互為同系物的是 ;
(3)互為同素異形體的是 ;
(4)互為同分異構(gòu)體的是 ;
(5)既不是同系物,又不是同分異體,也不是同素異形體,但可看成是同一類物質(zhì)的是 .
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【題目】在下列條件的水溶液中可以大量共存的離子組是( )
A. 使酚酞變紅的溶液中:Na+、Mg2+、Cl-、NO3–
B. 無色透明的溶液中:K+、SO42-、Na+、MnO4-
C. 無色透明的溶液中:SO42-、Cl-、Al3+、NH4+
D. 含大量H+的溶液中:CO32-、SO42-、K+、Cl-
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【題目】鎳是銀白色金屬,具有磁性。圖1為一種含鎳配合物及其配體。
(1)Ni2+基態(tài)核外電子排布式為__________________。
(2)物質(zhì)A中碳原子采取的雜化類型為__________,所含有的非金屬元素的第一電離能 由小到大順序?yàn)?/span>__________(用元素符號(hào)表示)。
(3)1 mol物質(zhì)B中所含σ鍵的物質(zhì)的量為__________mol。
(4)物質(zhì)B在一定條件下水解生成的沸點(diǎn)為197 ℃,而的沸點(diǎn)為247 ℃,導(dǎo)致兩種物質(zhì)沸點(diǎn)相差較大的原因是____________。
(5)紅鎳礦是一種重要的含鎳礦物,其主要成分的晶胞如圖2所示,則每個(gè) Ni原子周圍與之緊鄰的As原子數(shù)為__________。
。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于化學(xué)鍵的敘述中,正確的是
A.離子化合物可能含共價(jià)鍵
B.共價(jià)化合物可能含離子鍵
C.離子化合物中只含離子鍵
D.離子化合物中一定含有金屬離子
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【題目】用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)填空
(1)用化學(xué)方法可以鑒別乙醇和乙酸的試劑是______________(填字母);
A.稀硫酸 B.NaCl溶液 C.紫色的石蕊溶液
(2)12C和13C互稱為_______________(填“同素異形體”或“同位素”);
(3)油脂,淀粉,葡萄糖,蛋白質(zhì)四種物質(zhì)中不能水解的物質(zhì)是______________;
(4)鋁熱反應(yīng)是工業(yè)上常用的反應(yīng)之一,請(qǐng)寫出Al與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。
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【題目】常溫下,下列各組離子在指定環(huán)境中一定能大量共存的是( )
A. pH=1的無色溶液SO42-、Cu2+、Na+、Cl-
B. 使石蕊試紙變藍(lán)的溶液:Na+、K+、S2-、 CO32-
C. 加入鋁粉能產(chǎn)生H2的溶液中: NH4+、Na+、Fe2+、 NO3-
D. 水電離出的c(H+)=1.0× mol/L的溶液中:K+、Na+、Cl-、 HCO3-
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