Ⅰ.如图所示,U形管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1∶4)的混合气体,假定氯气在水中的溶解度可以忽略。将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置
放置在有光亮的地方,让混合气体缓慢地反应一段时间。
(1)甲烷与氯气的反应属于 反应,反应后得到的所有有机产物的结构简式为 。
(2)经过几个小时的反应后,U形管右端的水柱变化是_______ 。
| A.升高 | B.降低 | C.不变 | D.无法确定 |
Ⅱ.CO、CH4均为常见的可燃性气体。
(1)已知在101 kPa时, CH4完全燃烧生成1mol液态水,放出的热量为QkJ,则CH4完全燃烧反应的热化学方程式是: 。
(2)120℃、101 kPa下,a mL由CO、CH4组成的混合气体在bmL O2中完全燃烧后,恢复到原温度和压强。
①若混合气体与氧气恰好完全反应,产生bmL二氧化碳,混合气体中一氧化碳和甲烷的物质的量之比为: 。
②若燃烧后气体体积缩小了a/4 mL,则a与b关系的数学表示式是 。
高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。
(1)FeO42-与水反应的方程式为:4FeO42- + 10H2O
4Fe(OH)3 + 8OH-+ 3O2,
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是和。
(2)将适量K2FeO4配制成c(FeO42-) =1.0×10-3 mol·L-1(1.0mmol·L-1)的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42-)的变化,结果见图Ⅰ。题(1)中的反应为FeO42-变化的主反应,该反应的△H0。
(3)FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是(填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O
D.pH约为2.5 时,溶液中H3FeO4+和HFeO4-比例相当
(4)HFeO4-
H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K=___________________,其数值接近(填字母)。
A.10-2.5B.10-6C.10-7D.10-10
(5)25℃时,CaFeO4的Ksp = 4.536×10-9,若要使100mL,1.0×10-3 mol·L-1的K2FeO4溶液中的c(FeO42- )完全沉淀,理论上至少要加入的Ca(OH)2的物质的量为mol,
完全沉淀后溶液中残留的c(FeO42- )为______________。
在2.00L的密闭容器中,反应2A(g)
B(g)+ C(g)分别在三种不同实验条件下进行,但起始浓度相同,均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.020mol/L及c(C)=0.020mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示:
请回答下列问题:
(1)以下说法能说明该反应已达到平衡状态的是:(填序号)
①c(A):c(B):c(C)=2:1:1
②v(A)=" 2" v(B)
③体系的压强不再改变
④A的质量分数不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
(2)根据实验③回答:反应开始到4.0min时反应物A的转化率为,
B平均反应速率为。
(3)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件是:
②;③。
(4)实验①条件下该反应的化学平衡常数值是。若实验①到达平衡后,维持体系温度不变,往容器中再投入0.028mol B和0.028mol C,求新平衡时体系中A的物质的量浓度。(写出计算过程)
某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→O2
(1)该反应中的还原剂是(填化学式)。
(2)该反应中,发生还原反应的过程是→(填化学式)。
(3)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
(4)如反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下体积为。
在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:
CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g),其平衡常数K和温度t的关系如下:
| t℃ |
700 |
800 |
850 |
1000 |
1200 |
| K |
2.6 |
1.7 |
1.0 |
0.9 |
0.6 |
(1) K的表达式为: ;该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”)
(2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:
A.容器中压强不变 B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正= v(H2O)逆 D.c(CO2) = c(CO)
(3)某研究小组利用反应:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) △H=-41.2kJ/mol,制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L(已折算为标准状况下体积)CO2,则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是。
(4)如将H2与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) + 2O2(g)
CO2(g)+ 2H2O(1)ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)
H2O(1)ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是。
(5)熔融盐燃料电池如下图:
该图是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32--8e-=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂,工业用软锰矿制备高锰酸钾的实验流程如下:
(1)上述流程中可以循环使用的物质有(写化学式)
(2)从经济环保角度考虑,要完全反应b需要的试剂最好是,并写出相应的化学方程式。
(3)高锰酸钾是氧化还原滴定分析时常用的一种试剂,在滴定操作时,应将高锰酸钾标准溶液盛放在(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,用酸性KMnO4溶液滴定硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)溶液, 写出滴定反应的离子方程式。
(4)KMnO4、双氧水、活性炭常用于饮用水的处理,但三者在联合使用时必须有先后顺序。①氧化反应:H2O2 - 2e- → 2H+ + O2↑;还原反应:MnO4- + 5e- + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
写出该氧化还原反应的化学方程式。
②在处理饮用水时,活性炭应在高锰酸钾反应结束后投放,否则会发生KMnO4+ C+ H2O→MnO2 + X + K2CO3(未配平),其中X的化学式为。