碳及其化合物有广泛的用途。
(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,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是 。(填序号)
A.升高温度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
(2)又知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1
则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓变△H=
(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为: 。
若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液,设有0.01molCH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH=
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol[学科 |
达到平衡所x需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
||
900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字) 。
改变反应的某一条件,反应进行到tmin时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示) 。
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图1。
图1 图2
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
(8分)某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物,分别制成溶液。一份加入足量Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,最后带有红褐色;加热该混合物,逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;用稀盐酸处理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体2.33 g。另一份加入含0.001 molKMnO4的酸性溶液,MnO4—恰好完全被还原为Mn2+。
请回答以下问题:
(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子是和,阴离子是。
(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式。
.(12分)由等物质的量的和
组成的混合物18.400 g,与100 mL盐酸反应。(题中涉及的气体体积均为标准状况下,填空时可以用带字母的式子表示。)
(1)该混合物中与
的质量分别为和。
(2)若碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应,则盐酸的物质的量浓度为。
(3)如果盐酸过量,生成的体积为L。
(4)如果反应后碳酸氢盐有剩余,盐酸不足量,要计算生成的体积,还需要知道。
(5)若和
不是以等物质的量混合,则18.4 g固体混合物与足量的盐酸完全反应时生成
的物质的量(用n表示)的范围是。
向200 mL ,某物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2,充分反应,测得最后溶液的pH>7。
(1)此时溶液的溶质如果是单一成分,可能是____________________;如果是多种成分,可能是__________________________。
(2)在上述所得溶液中,逐滴缓慢滴加2 mol·L-1的盐酸,所得气体(不考虑溶解于水)的体积与所加盐酸的体积关系如图所示:
①加入盐酸200 mL之前,无气体产生,写出OA段发生反应的离子方程式______________________________________________________。
②B点时,反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是__________ (溶液体积的变化忽略不计)。
工业制硫酸的尾气中含较多的SO2,为防止污染空气,回收利用SO2,工业上常用氨水吸收法处理尾气。某校化学兴趣小组的同学为确定该方法所得固体的成分,称取该固体四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的硫酸溶液50 mL,产生SO2的体积(标准状况)如下表(实验时设法使水中溶解的SO2几乎完全逸出):
实验组别 |
① |
② |
③ |
④ |
硫酸溶液的体积(mL) |
50 |
50 |
50 |
50 |
盐的质量(g) |
9.260 |
13.890 |
20.835 |
32.410 |
二氧化硫的体积(mL) |
1344 |
2016 |
3024 |
2464 |
⑴上述四组实验中,SO2体积与固体的质量之比相同的组别有__________________;由第①组实验中的SO2体积与固体的质量之比,可以推算用6.945 g该固体进行同样的实验时,产生SO2_________mL(标准状况);根据表中两组数据变化可确认该固体中一定含有(NH4)2SO3。
⑵另取9.260 g该固体与足量的熟石灰共热,收集到标准状况的氨气的体积为3136 mL,则该固体的成分除(NH4)2SO3外还有___________(填化学式),该实验中使用的硫酸的物质的量浓度为_______________。
硝酸铜受热易分解:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,当温度达到800℃时,CuO开始分解:4CuO
2Cu2O+ O2↑,至1000℃以上,CuO完全分解(加热过程中忽略2NO2
N2O4,2NO2=2NO+O2等反应)。
现取5.64gCu(NO3)2无水晶体,在一定温度下使其分解,将生成的气体及时导出并用足量的NaOH溶液充分吸收。
⑴若该质量的无水硝酸铜经加热完全分解,其中的铜元素全部转化为氧化铜,则氧化铜的质量是__________g。
⑵若该质量的无水硝酸铜完全分解,铜元素全部转化为氧化亚铜,反应过程中生成的气体被足量的NaOH溶液充分吸收后,还有多余的气体,则多余的气体是________(填分子式),其体积(标准状况)是_____________L。
⑶若该质量的无水硝酸铜分解后的残留固体中含有1.60g CuO,则残留固体的质量可能
是_________g。