【题目】甲烷是天然气的主要成分,是一种重要的清洁能源和化工原料。
(1)用煤制天然气时会发生多个反应,通过多种途径生成CH4。
已知:C(s)十2H2(g) CH4(g) △H=-73kJ/mol
2CO(g) C(s)+CO2(g) △H=-171kJ/mol
CO(g)十3H2(g) CH4(g)+H2O(g) △H=-203kJ/mol。
写出CO(g) 与H2O(g) 反应生成H 2(g) 和CO2(g) 的热化学方程式____________。
(2)天然气中含有H2S杂质,某科研小组用氨水吸收得到NH4HS溶液,已知T℃k(NH3·H2O) =1.74×10-5; k1(H2S) =1.07×10-7, k2(H2S) =1.74×10-13,NH4HS溶液中所含粒子浓度大小关系正确的是____________。
A c(NH4+)>c(HS-)>c(OH-) >c(H+)
B c(HS-) > c(NH4+)> (S2-) >c(H+)
C c(NH4+)>c(HS-) >c(H2S) >c(H+)
D c(HS-) >c(S2-) >c(H+)>c(OH-)
(3)工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2,其原理为: CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
①一定温度时, 在一个体积为2L的恒容密闭容器中, 加入1molCH4和1.4mol水蒸气发生上述反应, 5min后达平衡, 生成0.2mol CO, 用H2表示该反应的速率为____________。此反应的平衡常数为____________(结果保留到小数点后三位)。
②下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是____________。
A 体系的压强不再发生变化
B 生成1molCH4的同时消耗3molH2
C 各组分的物质的量浓度不再改变
D 体系的密度不再发生变化
E 反应速率V(CH4):V(H2O):u(CO):u(H2)=1:1:1:3
(4)甲醇水蒸气重整制氢反应:CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49kJ/mol。某温度下, 将[n(H2O) :n(CH3OH) ] =1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为____________。
【答案】CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=41 kJmol1 ac 0.06 molL1min1 0.011 AC
【解析】
⑴C(s)+2H2(g)CH4(g) △H=73 kJmol1①;2CO(g) C(s)+CO2(g) △H=171 kJmol1②;CO(g) +3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H=203 kJmol1③;将方程式①+②③得CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g),焓变进行相应的改变。
⑵根据电离平衡常数知,一水合氨电离程度大于硫化氢电离程度,所以NH4HS溶液铵根离子水解程度小于HS-水解程度,溶液呈碱性,则c(OH-)> c(H+),但铵根离子和硫化氢离子水解程度都较小;硫氢根离子水解程度大于其电离程度。
⑶①根据三段式来计算;②A.反应达平衡之前,体系的压强在逐渐增大;B.生成1molCH4时一定同时消耗3mol H2;C.在反应达平衡之前,各组分的物质的量浓度在变;D.此反应是个气体的质量和体积不变的反应;E.反应速率V(CH4):V(H2O):v(CO):v(H2)=1:1:1:3恒成立。
⑷恒温恒容下,气体的压强之比等于其物质的量之比,计算平衡时气体的总物质的量,再利用差量法计算参加反应甲醇的物质的量,进而计算甲醇的转化率。
⑴C(s)+2H2(g)CH4(g) △H=73kJmol1①;2CO(g) C(s)+CO2(g) △H=171 kJmol1②;CO(g) +3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H=203 kJmol1③;将方程式①+②③得CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=(73 kJmol1)+(171 kJmol1)(203 kJmol1)=41 kJmol1;故答案为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=41 kJmol1。
(2)根据电离平衡常数知,一水合氨电离程度大于硫化氢电离程度,所以NH4HS溶液铵根离子水解程度小于HS水解程度,溶液呈碱性,则cOH)>c(H+),但铵根离子和硫化氢离子水解程度都较小,所以离子浓度大小顺序是c(NH4+4)>c(HS)>c(OH)>c(H+),硫氢根离子水解程度大于其电离程度,所以还存在c(NH4+4)>c(HS)>c(OH)>c(H+)。故选ac。
(3)①在一个体积为2L的恒容密闭容器中,加入1molCH4和1.4mol水蒸气发生上述反应,5s后达平衡,生成0.2molCO,根据三段式可有:
则用H2表示该反应的速率为;此反应的平衡常数
;故答案为:0.06 molL1min1;0.011。
②②A. 反应达平衡之前,体系的压强在逐渐增大,故当体系压强不变时,反应达平衡,故A正确;B. 生成1mol CH4时一定同时消耗3mol H2,是必然的关系,不能作为平衡的标志,故B错误;C. 在反应达平衡之前,各组分的物质的量浓度在变,故当各组分的浓度不变时,反应达平衡,故C正确;D. 此反应是个气体的质量和体积不变的反应,故气体的密度ρ=m÷V(容),密度一直不变,故不能作为平衡的标志,故D错误;E. 反应速率υ(CH4):υ(H2O): υ(CO): υ(H2)=1:1:1:3恒成立,与反应达不达平衡没有关系,故不能作为平衡的标志,故E错误;故选AC。
(4)设起始n(H2O)=n(CH3OH)=1mol,恒温恒容下,气体的压强之比等于其物质的量之比,平衡时气体的总物质的量,
,
,解得
,故答案为:
。
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【题目】氧气是一种清洁能源,氧气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=206.2 kJ
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH=247.4 kJ
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)ΔH=169.8 kJ
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4与 H2O(g)反应生成CO2(g)和 H2(g)的热化学方程式为_______。
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【题目】青海昆仑玉被定为08北京奥运会奖牌用玉,昆仑玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体,透闪石(Tremolite)的化学成份为Ca2Mg5Si8O22(OH)2。下列有关说法不正确的是
A.透闪石的化学式写成氧化物的形式为:2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
B.透闪石的化学式写成硅酸盐的形式为:2CaSiO3·5MgSiO3·H2SiO3
C.透闪石中Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的2倍
D.透闪石中还可能有少量的Al代替Mg,Na、K、Mn代替Ca、Mg等。
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【题目】已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A与B,C、D与E分别位于同一周期。A原子L层上有2对成对电子,B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X,CE、FA为电子数相同的离子晶体。
(1)请写出F离子的电子排布式_________。
(2)写出X的化学式________,X的化学名称为______。
(3)写出X涉及化工生产中的一个化学方程式:__________。
(4)试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因:____________。
(5)F与B可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示。F与B形成的离子化合物的化学式为__________;该离子化合物晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是________(只要求列出算式)。
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【题目】油酸甘油酯(相对分子质量884)是一种典型的脂肪,在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)。已知要消耗1kg该化合物,常人需快走约200公里(每快走1公里按平均耗能190 kJ计)。则油酸甘油酯的燃烧热△H约为( )
A.3.8×104kJ·mol-1B.-3.8×104kJ·mol-1
C.3.4×104kJ·mol-1D.-3.4×104kJ·mol-1
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【题目】一种制备草酸铁铵晶体[(NH4)3Fe(C2O4)3]的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)CaC2的电子式为__________
(2)步骤Ⅱ主要是除去H2S、PH3等杂质气体。在除PH3时,PH3被氧化为H3PO4,CuSO4被还原为Cu,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________
(3)步骤Ⅲ制H2C2O4时需要加热硝酸的还原产物为NO,该反应的化学方程式为______________,硝酸的浓度及反应温度都不宜过高,是因为____________.
(4)“过滤1”需对沉淀进行洗涤检验其是否洗涤干净的依据是____________________
(5)步骤Ⅵ、VII补加草酸的目的是______________________.
(6)步骤VIII由滤液制得产品的操作为____________、____________、过滤、洗涤、干燥。
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【题目】下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度最大的是( )
A.AgCl(Ksp=1.8×10-10 molL﹣1)
B.Ag2CO3(Ksp=8.1×10-12 molL﹣1)
C.Ag2CrO4(Ksp=9.0×10-12 molL﹣1)
D.AgBr(Ksp=5.0×10-13 molL﹣1)
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【题目】电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式是___。在X极附近观察到的现象是___。
②Y电极上的电极反应式是___,检验该电极反应产物的方法是___。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的电极反应式是___。
②Y电极的材料是___。
③假若电路中有0.04摩尔电子通过时,阴极增重___克。
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【题目】已知 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H<0,若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,则下列示意图能说明在t1时刻达到平衡状态的是 ( )
a. b.
c.
d.
A.abB.bcC.bdD.cd
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