化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
Ⅰ (1)在298K、101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为: 。
氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验(图中所用电极均为惰性电极)。分析该装置、回答下列问题:
(2)氢氧燃料电池中,a电极为电池的是 (填“正极”或“负极”),气体M的分子式 ,a电极上发生的电极反应式为: 。
(3)若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液,电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态。则在此电解过程中导线上转移的电子数为 mol。(保留小数点后2位)
Ⅱ 氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) ΔH=-92.2kJ·mol-1
(4)下列事实中,不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是 。
① N2、H2、NH3的体积分数不再改变;
② 单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2;
③ 单位时间内生成3n mol N—H键的同时生成n mol N≡N;
④ 用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2;
⑤ 混合气体的平均摩尔质量不再改变;
⑥ 混合气体的总物质的量不再改变。
(5)已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应,测得如下数据:
根据表中数据计算:
①反应进行到2小时时放出的热量为 kJ。
②0~1小时内N2的平均反应速率 mol·L-1·h-1。
③此条件下该反应的化学平衡常数K== (保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1 mol,化学平衡向 方向移动(填“正反应”或“逆反应”或“不移动”。)
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察现象,定性比较得出结论。有同学提出将Cu SO4改为CuCl2更为合理,其理由是 ,
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为,实验中需要测量的数据是 。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是mL。
②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____>____>____>____。
③解释反应速率变化的原因。
某实验小组欲制取乙酸乙酯,设计了如下图所示的装置,请回答有关问题:
(1)试管a中反应的化学方程式: 。
(2)试管b中盛放的试剂是。
(3)实验时混合乙醇和浓硫酸的方法是
(4)甲装置试管b中导管未伸入液面下的原因是;乙装置中球形干燥管的作用是 ①②③。
(5)试管b中溶液的主要用途是:
(1)现有以下有机物:(用序号回答下列各问)
① ②
③
④
①能与溶液反应的有_________________;
②能与银氨溶液反应产生银镜的是____________________;
③既能发生消去反应,又能发生酯化反应的有___________________;
④核磁共振氢谱图中有3个吸收峰,面积比为3:2:1的是___________;
(2).为进行Ⅰ项中的除杂实验(括号内为杂质),请从Ⅱ项中选出一种试剂,从Ⅲ项中选出一合适的实验操作方法分离,将标号填在后面的答案栏内。
Ⅰ 除杂实验 |
Ⅱ 试剂 |
Ⅲ 操作方法 |
答案 |
||
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
|||
①苯(苯酚) |
A.饱和Na2CO3溶液 B.NaCl晶体 C.NaOH溶液 D.CaO |
a.蒸馏 b.分液 c.盐析、过滤 d.萃取 |
① |
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②乙醇(水) |
② |
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③肥皂(甘油、水) |
③ |
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④乙酸乙酯(乙酸) |
④ |
(3)a.在洁净的试管中加入少量硝酸银溶液,再逐滴滴加稀氨水,现象是先生成白色沉淀,反应的离子方程式是①_______________________ ;继续滴加至沉淀恰好溶解,即得银氨溶液,反应的离子方程式为②______________________;
b. 向a中所得的银氨溶液中滴入少量葡萄糖溶液,混合均匀后,放在水浴中加热3min~5min,即可在试管内壁上形成银镜,则此反应的化学方程式为③(葡萄糖的结构简式用G-CHO表示):
某研究性学习小组为研究铁粉与浓硫酸反应所生成气体的成份并测定各气体的含量,进行了如下实验:
【实验推测】足量的铁粉与浓硫酸反应能生成SO2和H2两种气体。
(1)该小组作出此推测的理由是:。
【实验准备】a.供选择的药品:铁粉、浓硫酸、氧化铜粉末、0.2 mol/L的H2C2O4标准溶液、0.1 mol/L的酸性KMnO4标准溶液、酸碱指示剂。
b.实验装置设计及组装(加热及夹持装置均已略去)
【实验过程及数据处理】
(2)B中发生反应的离子方程式为:。
(3)实验前先通入一段时间的N2,其目的是。
(4)B、C、D中所盛试剂均足量,则证实生成的气体中同时存在SO2和H2的现象是
。
(5)A中反应结束后,继续通N2使A中生成的气体全部赶出,待B、D中反应完全后,先后三次取用B中反应后的溶液于锥形瓶中,每次取用25 mL,用H2C2O4标准溶液进行滴定。①H2C2O4标准溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式如下,请将该方程式完成并配平。
( )H2C2O4+( )MnO4- +( )H+ =( )Mn2+ +( ) H2O+( ) ( )
②滴定达到终点时的现象是。
③重复滴定两次,平均每次耗用H2C2O4标准溶液15.63 mL,则铁与浓硫酸反应产生的SO2气体的物质的量为;经称量,实验前后装置D的质量减少0.8 g,则产生的气体中SO2的体积分数为。
(共10分) 某小组同学将一定浓度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中发现生成了沉淀。甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物,他们设计实验测定沉淀中CuCO3的质量分数。
(1)、按照甲同学的观点,发生反应的离子方程式为 。
两同学利用下图所示装置进行测定
(2)、在研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为 、洗涤、干燥。
(3)、装置E中碱石灰的作用是 。
(4)、实验过程中有以下操作步骤:
a.关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应
b.打开K1、K4,关闭K2、K3,通入过量空气
c.打开K1、K3,关闭K2、K4,通入过量空气
正确的顺序是(填选项序号,下同) ;
若未进行步骤 ,将使测量结果偏低。
(5)、若沉淀样品的质量为mg,装置D的质量增加了ng,则沉淀中CuCO3的质量分数为 。
(6)、丙同学认为还可以通过测量 来测定沉淀中CuCO3的质量分数。