近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活。
已知:① 2 CH4 (g) + 3O2 (g) = 2 CO (g) + 4 H2O(l) △H1 =-1214.6 KJ/mol
② 2 CO (g) + O2(g) =2 CO2 (g) ΔH2 = -566 kJ/mol
则反应CH4(g) + 2 O2 (g) =CO2 (g) + 2 H2O (l) 的△H= 。
(2)将两个石墨电极插人KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。通入CH4的一极,其电极反应式是:CH4 + 10 OH―― 8e-=CO32-+ 7 H2O;通入O2的一极,其电极反应式是 。
(3)若用石墨做电极电解500 ml饱和食盐水,写出电解反应的离子方程式为: ;电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12 L(不考虑气体的溶解)。停止通电,假设反应前后溶液体积不变,则所得溶液的pH= 。
(4)将不同量的CO (g) 和H2O (g) 分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应
CO (g) +H2O (g) CO2 (g) +H2 (g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
H2O |
CO |
CO2 |
CO |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
2.4 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
① 实验1中以υ(H2)表示的反应速率为 。
② 实验2中的平衡常数是 (计算结果保留两位小数)。
③ 该反应的正反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
④若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),
则a、b应满足的关系是 (用含a、b的数学式表示)。
(10分)、有机物A由碳、氢、氧三种元素组成,可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取,纯净的A为无色粘稠液体,易溶于水。为研究A的组成与结构,进行了如下实验:
(1)称取A 9.0g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍。 |
试通过计算填空: (1)有机物A的相对分子质量为:。 |
(2)将此9.0gA在足量纯O2充分燃烧,并使其产物依次通过碱石灰、无水硫酸铜粉末、足量石灰水,发现碱石灰增重14.2g,硫酸铜粉末没有变蓝,石灰水中有10.0g白色沉淀生成;向增重的碱石灰中加入足量盐酸后,产生4.48L无色无味气体(标准状况)。 |
(2)9.0g有机物A完全燃烧时,经计算:生成CO2共为mol, 生成的H2Og。 有机物A的分子式。 |
(3)另取A 9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24LCO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况)。 |
(4)A的结构简式。 |
(4)有机物A可跟乙酸发生酯化反应,其质量比为3:2;有机物A也可跟乙醇发生酯化反应,其物质的量比为1:1;且酯化反应分别发生在链中和链端。 |
|
(5)有机物A可否发生缩聚反应?若能,请直接写出反应的化学方程式;若不能,请指出原因 |
元素A、B、C、D、E、F是位于元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大。其中 D、F为常见金属元素;A元素原子核内只有一个质子,元素A与B形成的气态化合物甲在标准状况下的密度为0.759g·L—1,C元素原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,E与C同主族,由D或F元素组成的单质或某些离子(或化合物)在溶液中均有下列转化关系(其它参与反应的物质未列出):
其中,均含D元素的乙、丙、丁微粒间的转化全为非氧化还原反应;均含F元素的乙、
丙、丁微粒间的转化全为氧化还原反应;相邻的乙与丙或丙与丁两两间均互不发生化学反应。请回答下列问题:
(1)写出化合物甲的电子式:。
(2)写出化合物甲的水溶液与D元素对应的金属阳离子反应的离子方程式;
写出均含有F元素的乙与丁在溶液中发生反应的离子方程式。
(3)由A、C元素组成化合物的戊和A、E元素组成的化合物己,式量均为34。其中戊的熔沸点高于己,其原因是:。
(4)复盐是指由2种或2种以上阳离子和一种酸根离子组成的盐。请写出由A、B、C、E、F元素组成的一种具有还原性的复盐庚的化学式。该复盐是一种重要的化学试剂,据中学课本介绍,工业上常用如下方法制取:将一定量的两种盐配成混合溶液,再加热浓缩混合溶液,冷却至室温则析出带有6个结晶水的该复盐晶体。写出相关反应的化学方程式,析出该复盐晶体的原理是 。
室温下取0.2 mol·L-1HA溶液与0.2 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)①混合溶液中水电离出的c(OH-)0.1mol·L-1NaOH溶液中水电离出的c(OH-);(填“>”、“<”、或“=”)
②求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Na+) -c(A-)=mol·L-1
c(OH-)-c(HA) =mol·L-1
(2)室温下如果取0.2 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH>7,则说明HA的电离程度NaA的水解程度。(填“>”、“<”、或“=”),溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。
为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的反应热,并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,则甲醇的标准燃烧热ΔH= 。
(2)今有如下两个热化学方程式:则a b(填“>”、“=”或“<”)
H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=b kJ·mol-1
(3)拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键 |
H-H |
N-H |
N≡N |
键能/kJ·mol-1 |
436 |
391 |
945 |
已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a 的值:_______________(注明“+”或“-”)。
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算。利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH =-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ;
高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸热反应),已知1100℃时,该反应的化学平衡常数为0.263。
若在1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,在这种情况下该反应是否处于平衡状态(填“是”或“否”),此时化学反应速率是V正V逆(填“>”、“<”或“=”),其原因是。