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使1mol CH4与Cl2发生取代反应,待反应完全后,测得四种有机取代物的物质的量相等,则消耗Cl2


  1. A.
    0.5mol
  2. B.
    2mol
  3. C.
    2.5mol
  4. D.
    4mol
C
解析:将1mol CH4与Cl2发生取代反应,得到四种取代物的物质的量相等,则生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25mol,该四种取代物中n(Cl)=0.25mol×(1+2+3+4)=2.5mol,根据取代反应的特点知,n(HCl)=2.5mol,故生成物中含氯原子的物质的量为5mol,则n(Cl2)=2.5mol.
点评:该题的另一种考查方式是:“生成物的物质的量最多的是……”,由上述分析不难得出HCl的物质的量最多.
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法.曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3,反应的化学方程式如下:N2(g)+3H2O(l)?2NH3(g)+O2(g).回答下列问题:
(1)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h),则该反应的正反应为
吸热
吸热
反应(填“吸热”或“放热”)
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10-6mol) 4.8 5.9 6.0
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢.请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
升高温度、增大N2的浓度
升高温度、增大N2的浓度

(3)合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物质的燃烧热数据如下:
H2(g):△H=-285.8kJ?mol-1
CO(g):△H=-283.0kJ?mol-1
CH4(g):△H=-890.3kJ?mol-1
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ?mol-1

(4)有人设想寻求适合的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl--NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池,请写出该电极的正极反应式
N2+8H++6e-=2NH4+
N2+8H++6e-=2NH4+

(5)生成的NH3可用于制铵态氮肥,如(NH42SO4、NH4Cl,这些肥料显
性,原因是(用离子方程式表示)
NH4++H2ONH3H2O+H+
NH4++H2ONH3H2O+H+
,使用时避免与
碱性
碱性
物质合施.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?龙岩模拟)甲、乙、丙、丁均为中学常见物质,且甲、乙、丙均含有同一种元素.一定条件下四种物质之间有如图甲所示的转化关系.请回答问题:

(1)若甲、丁分别为铁和氯气中的一种,则丙的酸性溶液露置于空气中将变质.变质过程所发生反应的离子方程式为
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O

(2)已知乙、丁均为空气中含量最多的两种单质,且由甲、丁和NaOH溶液构成的新型燃料电池放电时甲与丁作用转化为乙(同时生成一种对生命活动有重要意义的物质),负极反应式为
2NH3+6OH-═N2+6H2O+6e-
2NH3+6OH-═N2+6H2O+6e-

(3)图示转化关系对应的反应既可以是非氧化还原反应,也可以是氧化还原反应.
①若丁为盐酸且反应均为非氧化还原反应,则甲的水溶液的pH比丙的水溶液的pH
(填“大”或“小”).
②若丁为单质,下列关于物质乙、丙所含的同一元素的价态的推断,正确的是
d
d

a、乙一定更高    b、丙一定更高    c、乙和丙一样高    d、无法确定
(4)高温下,利用天然气生产合成气的过程涉及上述图示转化关系(生成的H2未标出),且丙能使石灰水变浑浊、“甲→乙”对应的反应为:CH4+H2O-CO+H2(未配平,条件略).
①当1mol甲与丁反应转化为乙时吸收206.1kJ的热量,1mol乙与丁反应转化为丙时放出41.2kJ的热量.则甲与丁直接转化为乙的热化学方程式为
CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)△H=+164.9KJ/mol
CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)△H=+164.9KJ/mol
(丁均为气态).
②将甲与丁混合于容积不变密闭容器中,甲将转化为乙,且反应过程中甲浓度变化情况如图所示.试推测:反应10min时,改变的外界条件可能是
降低温度
降低温度


③t℃时,乙转化为丙反应化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中乙、丁、丙和氢气的物质的量依次为0.5mol、8.5mol、2.0mol和2.0mol.此时反应正、逆反应速率的关系式是
a
a
(填代号).
a.v(正)>v(逆)    b.v(正)<v(逆)    c.v(正)=v(逆)  D.无法判断.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?泰州二模)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:
2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H=-256.1kJ?mol-1
已知:H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ?mol-1
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ?mol-1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(l)△H=
-305.7 kJ?mol-1
-305.7 kJ?mol-1

(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2O?CO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ 800 1000 1200 1400
平衡常数 0.45 1.92 276.5 1771.5
①该反应是
吸热
吸热
反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol?L-1,该温度下反应CH4+H2O?CO+3H2的平衡常数K=
6.75
6.75

(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题.某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图.
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为
该反应是放热反应,升高温度反应更有利于向逆反应方向进行
该反应是放热反应,升高温度反应更有利于向逆反应方向进行
;在
n(NO)
n(CO)
=1的条件下,应控制的最佳温度在
870℃
870℃
左右.
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染.写出CH4与NO2发生反应的化学方程式:
CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O
CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O

(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-离子.该电池负极的电极反应式为
CH3CH2OH-12e-+6O2-=2CO2+3H2O
CH3CH2OH-12e-+6O2-=2CO2+3H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?唐山模拟)在海底和青藏高原都发现了名为“可燃冰”的环保型新能源,主要成分是CH4,CH4在光照下可与Cl2反应,也可以用CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇等新型燃料.
(1)CH4可与Cl2反应,其反应机理如下:
(2)Cl2→2Cl2△H=+243kJ?mol-1
Cl2→2Cl    △H=+243KJ? mol-1
Cl+CH4→CH3+HCl   △H=+4KJ?mol-1
CH3+Cl2→CH3Cl+Cl    △H=-106KJ?mol-1
则CH4与Cl2反应生成CH3Cl(g)的热化学方程式为:
(2)在一定条件下,发生反应:CH4(g)+H2O(g)ClO(g)+3H2(g)△H>0.
在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”).若在2L密闭容器中发生反应,T℃时,通入2mol CH4(g)和2mol H2O(g),反应达平衡后,生成l mol CO,此时向容器中同时加入1mol CO和3molH2的混合气体(保持温度不变),则平衡将
向逆反应方向
向逆反应方向
(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动,达到新平衡后平衡常数
不变
不变

(3)CH4(g)和H2O(g)生成的CO和H2在一定条件下可发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.1kJ?mol-1,恒容条件下达平衡,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有
a
a
.(选填序号).
a.再充入1mol H2  b.使用健化剂  c.再充入2mol CO  d.升高温度
(4)CH4可用于设计燃料电池,甲烷燃料电池的工作原理如下图所示:
     
 则正极的电极反应式为:
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

反应一段时间后溶液的pH
降低
降低
(填“升高”、“降低”或“不变”).

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