科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________;
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列说法正确的是________(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为:v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 ③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(4)在T1温度时,将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______;
实验室里迅速制备少量氯气可利用以下反应:
2 KMnO4+16 HCl(浓)="=" 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2↑ + 8 H2O
此反应不需要加热,常温下就可以迅速进行。
①用“线桥法”表示出电子转移情况:
2 KMnO4+16 HCl(浓) ="==" 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2↑ + 8 H2O
② 当电子转移的数目为6.02×1023个时生成的氯气的物质的量为 mol
(1)在Al2(SO4)3溶液中,逐滴滴加NaOH溶液直至过量过程中,观察到的现象是,请用化学方程式表示其现象:、。
(2)实验室里盛装NaOH溶液试剂瓶用橡皮塞或软木塞,而不用玻璃塞。用化学方程式解释:。
(3)写出Cu与浓HNO3反应的化学方程式:。
(4)透闪石为硅酸盐,化学式是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,改写成氧化物形式为_________。
(15分)【 化学——选修3物质结构与性质】
有A、B、c、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E的原子各内层均排满,且最外层有成单电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)写出基态E原子的价电子排布式
(2)A的单质分子中键的个数为
(3)A、B、c三元素第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。
(4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的,原因是。
(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为,其中A原子的杂化类型是。
(6)c和D形成的化合物的晶胞结构如图,已知晶体的密度为 g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=cm。(用含队
、NA的计算式表示)
(15分) I.工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:co(g)+2H2(g) CH3OH(g)。下图中甲图表示反应过程中能量的变化情况;乙图表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。
请回答下列问题。
(1)下列说法正确的是(填字母序号)。
a.在甲图中,曲线b表示使用了催化剂
b.起始充入的CO为2mol,从反应开始到达到平衡,
c.增大CO的浓度,CO的转化率增大
d.容器中压强恒定时,说明反应已达平衡状态
e.保持温度和密闭容器的容积不变,再充入1mol CO和2mol H2,再次达到平衡时的值会变小
(2)该温度下CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g)的化学平衡常数为。若保持其他条件不变,将反应体系升温,则该反应的化学平衡常数(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)请在丙图所示坐标图中画出平衡时甲醇的百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)的变化曲
线,要求画出压强不同的两条曲线(在曲线上标出P1、P2且P1<P2)。
(4)已知CH3OH(g)+3/2 O2(g)="===" C02(g)+2H2O(g) △H=-192.9kJ/mol,又知H20(1)=====H2O(g)
△H= +44kJ/mol,请写出32g CH3OH(g)完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式
II.已知:在25℃时,H20 H++ OH — Kw=10-14;
CH3COOH H++ CH3COO —Ka=1.8×10-5 。
(5)醋酸钠水解的平衡常数Kh的表达式为
(6)0.5mol·L-1醋酸钠溶液的pH为m,其水解的程度(已水解的醋酸钠与原有醋酸钠的比值)为a;1mol·L-1醋酸钠溶液的pH为n,水解的程度为b。则a与b的关系为ab(填“大于”“小于”或“等于”)。
(7)0.9mol.L-1醋酸钠溶液中氢氧根离子的浓度为2.2×10-5mol·L-1 。在某溶液中含Mg2+、Cd2+ 、Zn2+ 三种离子的浓度均为0.01mol·L-1,向其中加入固体醋酸钠,使其浓度为0.9mol·L-1,则能生成的沉淀化学式为
已知:Ksp[ Mg(OH)2 ]=1.8×10-11、Ksp[ Zn(OH)2 ]=1.2×10-17 、Ksp [ Cd(OH)2 ]="2.5" x 10-14 。
在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)已知H2O(l)====H2O(g);△H=+44kJ·mol-1,则16 g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ。
(3)上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是________________________。
(4)已知N2(g)+2O2(g)="===2" NO2(g);△H=+67.7 kJ·mol-1, N2H4(g)+O2(g)="==" N2(g)+2H2O (g);△H="-534" kJ·mol-1,根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式____。