煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ•mol-1,ΔS=+133.7J•(K•mol) -1
①该反应能否自发进行与__________有关;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是__________(填字母,下同)。
a.容器中的压强不变 b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 molH—O键
c.v正(CO) = v逆(H2O) d.c(CO)=c(H2)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L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 |
H2 |
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v(CO2) 表示的反应速率为__________。
②该反应的逆反应为 __________(填“吸”或“放”)热反应
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,右下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c (CH3OH)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)从体系中分离出来
d.再充入1mol CO2和3mol H2
(每空2分共计8分)铅蓄电池的电极分别是PbO2和Pb,电解质溶液为稀H2SO4溶液,工作时原电池的总反应式为PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O据上述变化判断:
①原电池的负极是(填电极材料)。电极反应式
②工作时正极反应式为
③工作时电解质溶液的c(H+)_________(填“增大”、“不变”或“减小”)
(每空2分共计12分)某可逆反应从0—2分钟进行过程中,在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。
①则该反应的的反应物是,生成物是,
②化学方程式为;
③反应开始至2分钟时,能否用C表示反应速率?
④若能,其反应速率为,若不能,则其原因为;
⑤2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在这个条件下,反应已达到了 ____ 状态。
(每空1分共计8分)短周期元素X、Y、Z组成的化合物Y2X和ZX2 ,Y2X溶于水形成的水溶液能与ZX2反应生成一种化合
物Y2ZX3,已知三种元素原子的电子总数为25,且Z与Y的原子序数之和比X的原子序数的2倍还多1,Z原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。试回答:
①X.Y..Z元素名称及符号:X______ Y_______Z_________
②写出ZX2的化学式
③Y2X对应水化物的电子式为,其中存在的化学键有,。④用电子式表示Y2X的形成过程:_______________________。
(每空1分共计10分)由铜、锌和稀盐酸组成的原电池中,
①铜是极,发生反应,电流的方向从极到极;锌是极,发生反应,电极反应式是。
②当导线中有1 mol电子通过时,理论上锌片质量(填增加或减少)g
③铜片上析出
(12分)已知有机物A~I之间的转化关系如图所示:
①A与D、B与E、I与F互为同分异构体;
②加热条件下将新制Cu(OH)2悬浊液分别加入到有机物I、F中,I中无明显现象,F中有砖红色沉淀生成;
③C的最简式与乙炔相同,C为芳香族化合物且相对分子质量为104;
④B的一种同分异构体与FeCl3发生显色反应。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)C中含有的官能团名称为 。
(2)H的结构简式为 。
(3)反应①~⑨中属于取代反应的是______________________________________。
(4)写出反应⑥的化学方程式______________________________________。
(5)写出F与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式_________________________。
(6)苯环上含有两个取代基且能与NaOH溶液反应,但不与FeCl3发生显色反应的G的同分异构体有 种。