题目列表(包括答案和解析)
(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“>、=、<”)。
草酸(H2C2O4)是二元弱酸,草酸氢钠溶液显酸性。常温下向10mL 0.01mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01mol/L NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,溶液中离子浓度关系正确的是
| A.V(NaOH) = 0时,c(H+)=1×10—2mol/L |
| B.V(NaOH) <10mL时,可能存在c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4- ) |
| C.V(NaOH) =" 10" mL时,c(H+) = 1×10—7 mol/L |
| D.V(NaOH)>10 mL时,c(Na+)>c(C2O42-)>c(HC2O4- ) |
氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛,但也会对环境造成污染,如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。
完成下列填空:
(1)某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3(aq)反应探究脱氮原理。实验前
①用0.1mol·L-1H2SO4(aq)洗涤Fe粉,其目的是 ,然后用蒸馏水洗涤至中性;
②将KNO3(aq)的pH调至2.5;
③为防止空气中的 (写化学式)对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入N2。
(2)用足量Fe粉还原上述KNO3(aq)过程中,反应物与生成物的离子浓度、pH随时间的变化关系如图所示。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式: 。
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(3)神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应中被氧化与被还原的元素的原子个数之比为 。如果反应中有5mol电子发生转移,可得到肼 g。
(4)常温下向25mL 0.01mol/L稀盐酸中缓缓通入5.6 mL NH3(标准状况,溶液体积变化忽略不计),反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。在通入NH3的过程中溶液的导电能力 (填写“变大”、“变小”或“几乎不变”)。
(5)向上述溶液中继续通入NH3,该过程中离子浓度大小关系可能正确的是 (选填编号)。
a.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-) b.c(Cl-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)
c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+) d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)
(6)常温下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至过量,该过程中水的电离平衡 (填写电离平衡移动情况)。当滴加氨水到25mL时,测得溶液中水的电离度最大,则氨水的浓度为 mol·L-1。
现有E、F、H、I、G、K六种原子序数依次增大的前四周期主族元素,且分属四个不同周期,E、G同主族,F、H、I为同周期相邻的三种元素,其中F元素形成的化合物种类是所有元素中最多的,I、G简单离子具有相同的电子层结构,K与F形成的离子化合物Q与E和I形成的常见共价化合物R之间的反应是实验室常见的可燃气体制备原理。(题中的字母只代表元素代号,与实际元素符号无关),请回答下列问题:
(1)E~K六种元素原子,原子半径第三大的是 (填对应的元素符号,下同)。
(2)E与H两种元素组成一种阳离子,该离子的结构式为 。
(3)I、G两种元素组成含有两种化学键的化合物,该化合物的电子式为
。
(4)下图为常温下向25mL0.1 mol·L-1 由E、I、G组成的化合物W溶液中逐滴滴加0.2 mol·L-1E、F、I组成相对分子质量为60的一元酸Z溶液过程中溶液pH的变化曲线。
①上图能确定Z为 (“强”或“弱”)酸,理由是
②B点溶液呈中性,有人据此认为,在B点时W与Z恰好完全反应,这种看法是否正确? (选填“是”或“否”)。若不正确,则二者恰好完全反应的点是在AB区间还是BD区间内? 区间(若正确,此问不答)。
(5)写出Q与R之间的化学反应方程式 。
草酸(H2C2O4)是一种重要的化工原料。已知常温下0.01 mol·L-l的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4溶液的pH如下表所示。
| | H2C2O4 | KHC2O4 | K2C2O4 |
| pH | 2.0 | 3.1 | 8.1 、 |
| A.加入适量的H2C2O4 | B.加入适量的KHC2O4 |
| C.加入适量的Na2C2O4 | D.升高溶液的温度 |
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