【题目】天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
(1)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成
①写出与反应生成和的热化学方程式 ______。
已知:,
,
②科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以和合成
写出铜电极表面的电极反应式 ______ 。为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量 ______ 选填“盐酸”或“硫酸”。
③另一生成的途径是,某温度下,将和充入10L的密闭容器内发生反应,平衡时的转化率为,求此温度下该反应的平衡常数 ______ 计算结果保留两位有效数字。
(2)天然气中的杂质常用氨水吸收,产物为,一定条件下向溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式 ______。
(3)天然气的一个重要用途是制取,其原理为:。在密闭容器中通入物质的量浓度均为的与,在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则压强 ______ (填“大于”或“小于”;压强为时,在y点:v(正) ______ v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃由质谱分析得X的相对分子质量为106,其核磁共振氢谱如图,则X的结构简式为 ______。
【答案】 硫酸 小于 大于
【解析】
(1)①根据盖斯定律书写目标热化学方程式;
②由电池装置图可知,Cu上二氧化碳得电子生成甲烷;根据酸的挥发性分析;
③计算平衡时氢气浓度变化量,利用三段式计算平衡时各组分浓度,代入平衡常数表达式计算;
(2)中硫元素为价,具有还原性能被氧气氧化为硫单质,同时可使吸收液再生,则生成氨水;
(3)该反应正向为气体体积增大的反应,压强越大,的转化率越小;压强为时,在y点反应未达到平衡,反应正向进行;
(4)已知X的相对分子质量为106,设其分子式为,由可知,,再根据质谱图中有2个峰,判断分子中含有2种环境的H。
(1)①已知:①,
②,
③,
根据盖斯定律,②+③-①×2得:,故答案为:;
②由电池装置图可知,Cu上二氧化碳得电子生成甲烷,则Cu电极上的电极反应为:;可向装置中加入少量的酸作电解质,由于盐酸易挥发,生成的甲烷中会混有HCl气体,所以选用硫酸,不用盐酸,故答案为:;硫酸;
③平衡时的转化率为,参加反应氢气的物质的量,故氢气的浓度变化量,则可列出三段式(单位为mol/L):
故平衡常数,故答案为:;
(2)已知天然气中的杂质常用氨水吸收,产物为,一定条件下向溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,由此可知,中硫元素为价,具有还原性能被氧气氧化为硫单质,同时反应生成氨水,则反应方程式为:,故答案为:;
(3)该反应正向为气体体积增大的反应,压强越大,的转化率越小,已知相同温度下,条件下的转化率大于,则小于;压强为时,在y点反应未达到平衡,且此时甲烷的转化率小于平衡转化率,则应反应正向进行,所以v(正)大于v(逆),故答案为:小于;大于;
(4)芳香烃X,已知X的相对分子质量为106,设其分子式为,由可知,,该分子中含有一个苯环,另外还有2个C原子,再根据质谱图中有2个峰,可知分子中含有2种环境的H,则分子结构对称,所以其结构简式为,故答案为:。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】常温常压下,在带有相同质量活塞的容积相等的甲、乙两容器里,分别充有二氧化氮和空气,现分别进行下列两上实验:(N2O42NO2 △H> 0)
(a)将两容器置于沸水中加热
(b)在活塞上都加2 kg的砝码
在以上两情况下,甲和乙容器的体积大小的比较,正确的是
A.(a)甲>乙,(b)甲>乙B.(a)甲>乙,(b)甲=乙
C.(a)甲>乙,(b)甲<乙D.(a)甲<乙,(b)甲>乙==
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】甲烷与氯气光照条件下取代反应的部分反应历程和能量变化如下:
第一步:
第二步:
第三步:中其中表示氯原子,表示甲基,下列说法不正确的是( )
A.由题可知,甲烷和氯气在室温暗处较难反应
B.
C.形成中键放出的能量比拆开中化学键吸收的能量多
D.若是甲烷与发生取代反应,则第二步反应
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】ag铁粉和铜粉的混合物加入到100mLbmolL-1FeCl3溶液中,固体全部溶解,再向此溶液中不断加入铁粉,当铁粉质量加至0.1ag后开始有固体析出,当铁粉加至ag时,剩余固体质量为ag。
(1)a与b的关系为___
(2)ag铁粉和铜粉的混合物中铁粉的质量为___g(用含a的式子表示)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在10L容器中进行如下反应:A(g)+B(g)2C(g),2分钟后,B由2mol减少到1.2mol,则用单位内A的浓度变化表示的反应速率(VA)是 ( )
A.0.02mol/(L·min)B.0.04mol/(L·min)
C.0.08mol/(L·min)D.0.8mol/(L·min)
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【题目】处理烟气中的SO2可以采用碱吸——电解法,其流程如左图;模拟过程Ⅱ如右图,下列推断正确的是
A. 膜1为阴离子交换膜,膜2为阳离子交换膜
B. 若用锌锰碱性电池为电源,a极与锌极相连
C. a极的电极反应式为2H2O一4e一=4H++O2↑
D. 若收集22.4L的P(标准状况下),则转移4mol电子
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】支撑海港码头基础的钢管柱,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是
A. 通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B. 通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C. 高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D. 通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为____________,总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行,原因为_________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关化学用语的描述不正确的是( )
A. MgF2的电子式:
B. 中子数为15的硅原子:
C. 次氯酸的结构式:H—Cl—O
D. NH3·H2O的电离方程式:NH3·H2ONH4++OH—
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