【题目】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2 )在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH 3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | C—O | H—O | C—H | |
E/(kJ mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
回答下列问题:
(1)CH3OH中氧在周期表中位于___,属于___区元素,与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为___(用元素符号表示),其原因是___。
(2)写出CH3OH的结构式___;反应①的热化学方程式(热量用具体数值表示)___。
(3)当△H2=-58kJ mol-1,则△H3=__kJ mol-1。
(4)CO和H2的混合气体又称水煤气,可由水和煤在一定条件下产生,写出该反应的化学方程式___。
【答案】第二周期VIA族 P F>N>O 同一周期从左至右第一电离能逐渐增大,但N元素2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能反常增大,因而F>N>O CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-99kJ mol-1 +41 C +H2OCO+H2
【解析】
(1)O为8号元素,核外有8个电子为非金属元素;同周期从左向右,第一电离能逐渐增大;
(2)甲醇中各原子都是以共价单键结合形成的;根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算出反应热后,书写正确的热化学方程式;
(3)根据盖斯定律可知,反应②-反应①=反应③,据此计算△H3;
(4)C与水蒸气反应生成CO和H2。
(1)O为8号元素,位于第二周期第VIA族,位于P区;与其同周期相邻两种元素为N、F,同周期,从左向右,第一电离能逐渐增大,但N元素2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能反常增大,因此第一电离能F>N>O;
(2)甲醇中各原子都是以共价单键结合形成的,结构式为:;对于反应①的反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能,因此△H1=1076+2×436-(3×413+343+465) kJ mol-1=-99 kJ mol-1,因此热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-99kJ mol-1;
(3)根据盖斯定律可知,反应②-反应①=反应③,因此△H3=△H2-△H1=-58 kJ mol-1-(-99 kJ mol-1)=+41 kJ mol-1;
(4)C与水蒸气反应生成CO和H2,反应方程式为:C +H2OCO+H2。
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【题目】反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(△H<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
回答问题:
(1)在3个阶段中,N2的平均反应速率(N2)、(N2)、(N2)中最大的是 ,其值是 。
(2)H2的平衡转化率αⅠ(H2)、αⅡ(H2)、αⅢ(H2)的大小关系是 。
(3)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是 (填“正反应方向”或“逆反应方向”),采取的措施是 。
(4)第Ⅰ阶段时,化学平衡常数K1= ;第Ⅱ、Ⅲ阶段化学平衡常数K2 K3;(填“>、<、=”)判断的理由是 。
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【题目】某实验小组研究KI和酸性KMnO4溶液的反应。
实验序号 | Ⅰ | Ⅱ |
实验操作 | ||
实验现象 | 紫色褪去,溶液变为棕黄色 | 紫色溶液迅速变为棕褐色悬浊液,然后沉淀消失,溶液变为棕黄色 |
资料:i. MnO4— 在酸性条件下最终被还原为Mn2+。ii. 酸性条件下氧化性: KMnO4>KIO3>I2 。
(1)实验1中溶液呈棕黄色,推测生成了________。
(2)实验小组继续对实验II反应中初始阶段的产物成分进行探究:
①经检验,实验II初始阶段I— 的氧化产物不是I2,则“实验现象a”为________。
②黑色固体是________。
③设计实验方案证明在“紫色清液”中存在IO3-:________。
④写出生成IO3-的离子方程式:________。
(3)探究实验II中棕褐色沉淀消失的原因。
用离子方程式解释实验II中棕褐色沉淀消失的原因:________。
(4)实验反思:KI和酸性KMnO4溶液反应过程中,所得产物成分与________有关(写出两点即可)。
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【题目】某科研人员提出HCHO(甲醛)与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化生成H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了 HAP的部分结构):
下列说法不正确的是
A. HAP能提高HCHO与O2的反应速率
B. HCHO在反应过程中,有C-H键发生断裂
C. 根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D. 该反应可表示为:HCHO+O2CO2+H2O
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【题目】烟气中的氮氧化物是造成大气污染的重要因素。
(1)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
则N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)的热化学反应方程式为___。
(2)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图1所示。
①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为_____。
②NO直接催化分解(生成N2与O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图2所示。请写出NO分解的化学方程式:______。
(3)一定条件下,向NOx/O3混合物中加入一定浓度的SO2气体,进行同时脱硫脱硝实验,实验结果如图3。
①同时脱硫脱硝时NO的氧化率略低的原因是____。
②由图3可知SO2对NO的氧化率影响很小的原因是_____。
(4)有人设想采用下列方法减少烟气中的氮氧化物对环境的污染:用天然气中的CH4、H2等还原SO2,从产物中分离出一种含硫质量分数约为94%的化合物,并用这种化合物来还原NOx。请写出这种含硫化合物和NOx反应的化学方程式:_____。
(5)某工业废水中含有毒性较大的CN-,可用电解法将其转变为N2,装置如图4所示。电解池中生成N2的电极反应式为_____。
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【题目】为测定某石灰石中CaCO3的质量分数,称取W g石灰石样品,加入过量的浓度为6 mol/L的盐酸,使它完全溶解,加热煮沸,除去溶解的CO2,再加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液后,慢慢加入氨水降低溶液的酸度,则析出草酸钙沉淀,离子方程式为:C2O42-+Ca2+=CaC2O4↓,过滤出CaC2O4后,用稀硫酸溶解:CaC2O4+H2SO4=H2C2O4+CaSO4,再用蒸馏水稀释溶液至V0mL。取出V1mL用a mol/L的KMnO4酸性溶液滴定,此时发生反应:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,若滴定终点时消耗a mol/L的KMnO4V2mL,样品中CaCO3的质量分数为_______。
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【题目】难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡
K2SO4MgSO42CaSO42H2O(s)2Ca2++2K++Mg2++4+2H2O
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如图1:
(1)滤渣主要成分有__________和___________以及未溶杂卤石.
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:_______________.
(3)“除杂”环节中,先加入_______溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入________溶液调滤液PH至中性.
(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图2,由图可得,随着温度升高,①__________________________②______________________________;
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+CaCO3(s)+
已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×10﹣5,求此温度下该反应的平衡常数K_____________(计算结果保留三位有效数字).
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【题目】在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.MnO2Cl2漂白粉
B.Fe3O4FeFeCl3溶液
C.AlNaAlO2Al(OH)3
D.饱和NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】所下列化学用语的理解正确的是( )
A.比例模型既可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
B.电子式H既可以表示羟基,也可以表示氢氧根离子
C.丙烯的最简式可表示为CH2
D.结构简式(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷,也可以表示异丁烷
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