题目列表(包括答案和解析)
随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
(1)目前,用超临界CO2(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作冷剂已成为一种趋势,这一做法对环境的积极意义在于 。
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如:
a.6CO2+6H2O
C6H12O6+6O2 b .CO2+3H2?
CH3OH+H2O
c.CO2+CH4
CH3COOH d. 2CO2+6H2
CH2==CH2+4H2O
以上反应中,最节能的是 ,原子利用率最高的是 。
(3)为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:
在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol
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①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)
②该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数的数值将
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 .
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1molCO2和3molH2
(4)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-93.4kJ/mol
①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如下图所示。
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图t1时引起平衡移动的条件可能是 。
其中表示平衡混合物中NH3含量最高的一段时间是 。
②温度为T°C时,将3amolH2和amolN2放入带有活塞的密闭容器中,如果活塞能自由移动,充分反应后测得N2的转化率为50%。如果在相同温度下将3amolH2、amolN2和2amolNH3气体放入该容器中,平衡时H2的转化率为 。
新华社2009年10月15日报道:全国农村应当在“绿色生态—美丽多彩—低碳节能—循环发展”的理念引导下,更好更快地发展“中国绿色村庄”,参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视,试回答下列问题:
(1)煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃,101kPa时:C(s)+![]()
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则在25℃,101kPa时:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H= 。
(2)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)△H>0,已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K的值 (填“增大”、“减小”或“不变”)
②1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,则在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态? (填“是”或“否”),其判断依据是
。
(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=—49.0kJ·mol-1。现向体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
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①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= ;
②下列措施能使
增大的是 (填符号)。
A.升高温度 B.再充入H2
C.再充入CO2 D.将H2O(g)从体系中分离
E.充入He(g),使体系压强增大
实验室中盐酸的用途十分广泛,常常用来制备气体。
(1)某小组同学欲用4 mol/L的盐酸配制230 mL 0.4mol/L 盐酸溶液,需取用4 mol/L盐酸 mL,实验中需要用到的玻璃仪器有 、 、量筒、 烧杯、胶头滴管。
(2)下列实验操作使配制的溶液浓度偏低的是
A.容量瓶洗涤后未干燥
B.移液时,有少量溶液溅出
C.定容时,加水不慎超过刻度线,又倒出一些
D.定容时,俯视刻度线
E.装入试剂瓶时,有少量溶液溅出
(Ⅱ)(16分)瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分为MnO2)与浓盐酸混合加热,在世界上首先得到了氯气。已知Cl2和碱溶液在不同条件下,得到的产物不同,某兴趣小组用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。( 3Cl2+6KOH
KClO3+5KCl+3H2O )
图中:A为氯气发生装置;B的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液,并置于水浴中;C的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液,并置于冰水浴中;D的试管里加有紫色石蕊试液。
请填写下列空白:
(1)制取氯气时,在圆底烧瓶里加入一定质量的二氧化锰,通过 (填仪器名称)向圆底烧瓶中加入适量的浓盐酸。装置A中反应的离子方程式 。
(2)
反应完毕经冷却后,B的试管中有大量晶体析出。右图中符合该晶体溶解度曲线的是 (填编号字母);从B的试管中分离出该晶体的方法是 (填实验操作名称)。该小组同学发现制得的氯酸钾产量偏低,可能的一种原因是Cl2中含有杂质,该杂质成分 (除水蒸气外,填化学式),如何改进 ;
(3)实验中可观察到D的试管里溶液的颜色发生了如下变化,请填写下表中的空白:
| 实验现象 | 原因 |
| 溶液最初从紫色逐渐变为 色 | 氯气与水反应生成的H+使石蕊变色 |
| 随后溶液逐渐变为无色 |
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(4)请在装置图方框中画出缺少的实验装置,并注明试剂。
某化学兴趣小组的同学,在学习了高中化学第三册中有关草酸的性质,查阅了在量资料,获得了草酸的一些信息,整理出下表:
(1)草 酸晶体 | 分子式 | H2C2O4?2H2O | 颜色 | 无色晶体 |
熔点 | 100.1℃ | 受热至100.1℃时失去结晶水,成为无水草酸。 | ||
(2)无 水草酸 | 结构简式 | HOOC―COOH | 溶解性 | 能溶于水或乙醇 |
特性 | 大约在157℃升华(175℃以上发生分解)。 | |||
化学性质 | H2C2O4+Ba(OH)2=BaC2O4↓+2H2O | |||
HOOC―COOH | ||||
该组同学依据上表设计了一套如下图所示的实验装置,欲通过实验验证草酸受热分解的产物,并利用反应产生的CO气体来还原铁的某种氧化物(FexOy),以确定FexOy的组成。
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请回答下列问题:
(1)实验所需的仪器装置如上图所示,各装置的连接顺序为:
e接 、 接 、 接 、 接h。
(2)该组同学进行了下列实验操作:
①点燃B处的酒精灯;
②检查实验装置的气密性并装入药品;
③反应结束后,行熄灭B处的酒精灯,继续通入气体直到B中固体全部冷却后,再熄灭c处的酒精灯;
④点燃c处的酒精灯,开始反应,在装置E的i口处收集一试管气体,验纯;
⑤点燃尖嘴i处的酒精灯。
正确的实验操作顺序是: 。
(3)收集气体验纯的目的是 。
D装置中澄清石灰水的作用是 。
E装置中澄清石灰水的作用是 。
(4)反应完全后,该组同学时行数据处理。反应前,称得硬质玻璃管的质量为54.00g,样品FexOy的质量为7.84g;反应后,称得硬质玻璃管与剩余固体的总质量为59.60g(其质量经同样操作后也不再发生变化),则样品FexOy中,x:y= 。
(5)本实验有没有不妥之处?如果有,请答出改进的方案;若无,此问可不必答。
。
(17分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式为:
CH4(g)+2O?2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.3kJ?mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ?mol-1
则356g“可燃冰”(分子式为CH4?9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水,放出的热量为 。
(2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:正极反应式:
O2+2CO2+4e-=2CO2-3,负极反应式 。
(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:
T℃时物质的浓度(mol/L)变化
时间/min | CO(g) | H2O(g) | CO2(g) | H2(g) |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | 0.100 | 0.200 | 0.100 | 0.100 |
4 | 0.100 | 0.200 | 0.100 | 0.100 |
5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | c1 |
6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 | c2 |
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是 。T℃时该化学反应的平衡常数是 。
②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9,如果反应开始时,CO(g)和H2O(g)的浓度都是0.01mol/L,则CO在此条件下的转化率为 。
③397℃时,该反应的化学平衡常数为12,请判断该反应的△H 0(填“>、=、<”)。
(4)燃料电池中产生的CO2气体可以用碱液吸水得到Na2CO3和NaHCO3。常温下向20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。根据图象回答下列问题:
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①在同一溶液中,H2CO3、HCO-3、CO2-3(填:“能”或“不能”) 大量共存。②当pH=7时溶液中含碳元素的主要微粒为 ,此时溶液中c(HCO-3) c(Na+)(填“>、=、<”)。
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