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ΔH分别为-285.8 kJ/mol、-283.0 kJ/mol和-726.5 kJ/mol。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10 mol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________________________;
(1)如图表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系。
写出石墨转化为金刚石的热化学方程式。
(2)已知:Ti(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)ΔH="-804.2" kJ/mol
2Na(s)+Cl2(g)="2NaCl(s)" ΔH="-882.0" kJ/mol
Na(s)="Na(l)" ΔH="+2.6" kJ/mol
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH=kJ/mol。
(3)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH="-a" kJ/mol
②CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH="-b" kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-c" kJ/mol则:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的ΔH=kJ/mol。
(4)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),下图表示反应过程中能量的变化情况。
在图中,曲线(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。
Ⅰ.磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
(1)磷元素的原子结构示意图是。
(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷,反应为:
2Ca3(PO4)2+6SiO26CaSiO3+P4O10
10C+P4O10P4+10CO
每生成1 mol P4时,就有mol电子发生转移。
(3)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液,使维生素C完全氧化,剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定,可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为:
C6H8O6+I2C6H6O6+2H++2I-
2S2+I2
S4
+2I-
在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol/L I2溶液V1 mL,充分反应后,用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2,消耗b mol/L Na2S2O3溶液V2 mL。该溶液中维生素C的物质的量是mol。
(4)在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生如下反应:
2I+5S
+2H+
I2+5S
+H2O
生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
某同学设计实验如下表所示:
0.01 mol/LKIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL |
0.01 mol/LNa2SO3溶液的体积/mL |
H2O的体积/mL |
实验温度/℃ |
溶液出现蓝色时所需时间/s |
|
实验1 |
5 |
V1 |
35 |
25 |
|
实验2 |
5 |
5 |
40 |
25 |
|
实验3 |
5 |
5 |
V2 |
0 |
该实验的目的是;表中V2=mL。
Ⅱ.稀土元素是宝贵的战略资源,我国的蕴藏量居世界首位。
(5)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中,NH4Cl的作用是。
(6)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:
Ce3++H2O2+H2OCe(OH)4↓+。
氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl3易升华。工业上制备无水FeCl3的一种工艺如图所示:
(1)加入吸收塔的吸收剂X应是(填字母编号)。
a.NaOH溶液 b.饱和食盐水 c.FeCl2溶液 d.淀粉KI溶液
(2)取0.5 mL饱和FeCl3溶液滴入50 mL沸水中,得红褐色氢氧化铁胶体,则发生反应的离子方程式为。
(3)实验室中从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的过程中,需先加入且保持过量,然后进行的操作依次为、冷却结晶、过滤。
(4)将H2S气体通入FeCl3溶液中会出现浑浊,则其反应的离子方程式为。
(5)铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示(电极材料为石墨),工作原理为:Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+
则电池放电时,Cl-将移向极(填“正”或“负”);充电时,阴极的电极反应式为。
甲、乙、丙、丁、戊五种单质在一定条件下反应生成A、B、C、D、E五种化合物,其转化关系如图所示。又知:①甲、乙、丙、丁均为前三周期元素的单质,常温下均为气态,丙、丁是空气的主要成分,戊是应用最广泛的金属。②乙在甲中燃烧发出苍白色火焰,E的水溶液呈黄色。回答下列问题:
(1)A与B可反应,产物中阳离子的结构式为。
(2)A与B的沸点比较,较高的是(写化学式)。
(3)E的水溶液可使KI淀粉溶液变蓝,写出该反应的离子方程式:。
(4)工业上可由B与丁反应制取C,写出该反应的化学方程式:。
(5)将甲和E同时加(通)入强碱性溶液中,可制得一种高效杀菌、净水剂(其中含由+6价戊元素形成的带2个单位负电荷的含氧酸根离子),请写出该反应的离子方程式:。
(6)用以上金属戊作电极,利用如图装置,可以模拟金属的电化学防护。若X为碳棒,为减缓戊的腐蚀,开关K应置于处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为。
几种中学化学常见的单质及其化合物相互转化的关系图如下:
可供参考的信息有:
①甲、乙、丙、丁为单质,其余为化合物。A、E、F、G四种物质中含同种元素。
②A由X和Y两种元素组成,其原子个数比为1∶2,元素质量之比为7∶8。
③B气体是引起酸雨的主要物质,H常温下为无色无味的液体,E常用作红色油漆和涂料。
试根据上述信息回答下列问题:
(1)A的化学式为,每反应1 mol的A转移的电子为mol;
(2)F与丁单质也可以化合生成G,试写出该反应的离子方程式:;
(3)少量F的饱和溶液分别滴加到下列物质中,得到三种分散系①、②、③。
试将①、②、③三个序号以及对应的分散质具体的化学式填入下列方框中:
(4)化合物M与H组成元素相同,可以将G氧化为F,且不引进新的离子。试写出M在酸性环境下将G氧化为F的离子方程式:。