甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用做燃料。已知
CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) ; △Ha = -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ; △Hb =-566.0 kJ·mol-1
(1)试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:
(2)甲醇作为燃料,它的优点是燃烧时排放的污染物少,从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题,还能改善大气质量。试利用(1)中的热化学方程式计算,完全燃烧20g甲醇,生成二氧化碳和水蒸汽时,放出的热量为 kJ ,生成的CO2气体标准状况下体积是 L
(3)科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电,据此回答下列问题:
甲醇在 极反应;电极反应式为 。
(4)利用电池可实现电能向化学能转化。某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e-→H2↑
若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,其颜色变化是 ,反应的化学方程式为 。
近几年来,我国中东部地区陷入严重的雾霾天气,面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点。非金属氧化物的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识,回答下列问题:
Ⅰ、目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-57kJ•mol-1
②4CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ•mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g),CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式________________。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+ 2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度(mol/L) 时间(min) |
NO |
N2 |
CO2 |
0 |
0.100 |
0 |
0 |
10 |
0.058 |
0.021 |
0.021 |
20 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
30 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
40 |
0.032 |
0.034 |
0.017 |
50 |
0.032 |
0.034 |
0.017 |
①T℃时该反应的平衡常数为____________(结果保留两位有效数字)。
②30 min后改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是___________________。
③若30min后升高温度重新达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则该反应△H_____0(填“<”“>”“=”)。
Ⅱ、某科研小组为治理SO2对大气的污染,利用烟气中的SO2为原料制取硫酸。
(1)利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式__________。
(2)利用Na2SO3溶液充分吸收SO2制得NaHSO3溶液。
①常温时吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) |
91:9 |
1:1 |
1:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
以下离子浓度关系的判断正确的是
A.NaHSO3溶液中c(H+)<c (OH-)
B.Na2SO3溶液中c(Na+)>c (SO32-)>c (HSO3-)>c (OH-)>c(H+)
C.当吸收液呈中性时,c(Na+)>c (HSO3-)>c (SO32-)>c(OH-)=c(H+)
D.当n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时,c(Na+)="c" (HSO3-)+2c (SO32-)
②然后电解该NaHSO3溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式______________________________________。
(15分)X、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素,原子序数依次增大。X是原子半径最小的元素,Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,Z为地壳中含量最多的元素,R与X同主族;Y、R、Q最外层电子数之和为8,M的单质黄绿色有害气体。请回答下列问题:
(1)R在元素周期表中的位置为________________。
(2)Z、Q、M简单离子半径由大到小的顺序为(写元素符号)_________________________。
(3)X、Y、Z三种元素形成盐类化合物的水溶液呈酸性的原因:_________________________。(用离子方程式表示),溶液中所含离子溶液由大到小的顺序为 _。
(4)YX4M的电子式为___ _____,Q3Z2与水反应的化学方程式为 。
(5)X、Z两元素能形成的原子个数比为1:1的化合物中含有的化学键为 和 (填“离子键”或“极性共价键”或“非极性共价键”)。
(6)M的单质与R的最高价氧化物水化物反应的离子方程式为__________________。
[化学——选修5:有机化学基础]苯酚是重要的化工原料,通过下列流程可合成阿司匹林、冬青油和一些高分子化合物。已知:
试按要求回答:
(1)由水杨酸A合成阿司匹林C的反应类型是 。
(2)写出C、D的结构简式:C ,D 。
(3)写由水杨酸A合成冬青油B的化学方程式: 。
(4)水杨酸A易溶于冬青油中使产品不纯,用NaHCO3溶液反应后,经过 操作得到较纯净的冬青油,写出A与NaHCO3溶液反应的化学方程式: 。
(5)阿斯匹林药片需要保存在干燥处,受潮的药片易变质不宜服用;检验受潮药片是否变质的试剂是(写出一种试剂即可) 。
[化学——选修3:物质结构与性质]已知A、B、C、D、E、F为前四周期的六种元素,原子序数依次增大,其中A位于周期表的s的区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B原子价电子排布式为nsnnpn,B和E同主族,D原子的最外层电子数是其内层的3倍;F元素位于元素周期表的第四行、第十一列。试回答下列问题:
(1)基态F原子的核外电子排布式为 。
(2)关于B2A2的下列说法中正确的是____ (填选项序号)。
①B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构
②每个B2A2分子中键和
键数目比为1:1
③B2A2是由极性键和非极性键构形成的非极性分子
④B2A2中心原子的杂化类型为sp杂化
(3)B、C、D三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为 (用元素符号表示)。
(4)C的气态氢化物与C的最高价氧化物对应的水化物反应生成一种盐H,H晶体中存在的化学键类型有____(填选项序号)。
①离子键 ②共价键 ③氢键 ④配位键 ⑤金属键
(5)基态E原子的最高能层具有的原子轨道数为____ ;B和E分别与氧元素形成的最高价氧化物中,熔沸点较高的是 (写化学式);
(6)F单质的晶体堆积方式为面心立方,其配位数为 ;若F的相对分子质量为M,它的晶胞棱长为a(cm),则F晶体的密度为 g·cm-3。(阿伏伽德罗常数为NA)
将转化为甲醇可以有效利用资源,同时又可控制温室气体,原理为:
(1)由下列反应的能量变化,求算制取1mol甲醇放出 KJ。
(2)利用甲醇气体为原料的一种燃料电池,其中一极通空气,电解质为可能过的钇锆氧化物。电池工作时正极反应 。以该电池为电源,用石墨做电极电解含0.1molCuSO4、0.4molHCl的溶液。一段时间后,当在阴极收集到标况下6.72L气体时,相同条件下(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到气体的物质的量为 mol。
(3)甲醇对水质会造成一定的污染,可细菌的作用下,用氨(NH3)处理含甲醇(CH3OH)的工业废水,使其变成无毒的CO2和N2,从而消除对环境的污染,化学方程式为: ,该过程中被氧化的元素是 ,当产生标准状况下2.24L时,共转移电子 mol。