CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3 kJ。
(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2=2CO+2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,则:
①下图能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随着时间的变化如图所示,则CH4的转化率为________。
(3)C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出,C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH=________。
(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________(填字母)。
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量 |
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2 |
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2) |
D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料 |
在一固定容积为2 L的密闭容器中加入2 molA和3 molB,保持温度为30℃,在催化剂存在的条件下进行下列反应:2A(g)+3B(g) 3C(g),2分钟达到平衡,生成1.5 mol C,此时,平衡混合气中C的体积分数为ω1;若将温度升高到70℃后,其他条件均不变,当反应重新达到平衡时,C的物质的量为2.1 mol,体积分数为ω2,请回答下列问题,
(1) 该反应在30℃时平衡常数K1=,焓变△H0(填“>”、“<”或“=”)。
(2) 该反应在30℃时平衡混合气中C的体积分数为ω1=;从反应开始到达到化学平衡状态时v(A)=____________mol/(L·min)
(3) 该反应在70℃时平衡常数为K2,则 K1K2(填“>”、“=”或“<”)
(4) 70℃时,若保持温度不变,在2 L的密闭容器中加入4 molA和6 molB,当反应重新达到平衡时,C的体积分数为ω3,则ω3ω2 (填“>”、“<”或“="”" )。
(5) 可以判断2A(g)+3B(g) 3C(g) 反应已经达到平衡的是( )
A.2v(B)=3v(A) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
E.n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶3∶3
(10分)痛风是关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病,关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:①HUr(尿酸,aq)Ur-(尿酸根,aq)+H+(aq) (37℃时,Ka=4.0×10—6)②NaUr(s)
Ur-(aq)+Na+(aq)
(1)37°时,1.0 L水中可溶解8.0×10-3mol尿酸钠,此温度下尿酸钠的Ksp为________。
(2)关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处,这说明温度降低时,反应②的Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37℃时,某病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10-3mol·L—1,其中尿酸分子的浓度为5.0×10—4mol·L—1,该病人尿液的c(H+)为,PH7(填“>”、“=”或“<”)。
常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 |
HA物质的量浓度(mol·L-1) |
NaOH物质的量浓度(mol·L-1) |
混合溶液的pH |
① |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
② |
c |
0.2 |
pH=7 |
③ |
0.2 |
0.1 |
pH<7 |
请回答:
(1) 从①组情况分析, HA是酸(选填“强”、“弱”)。
(2) ②组情况表明,c0.2 (填“>”、“=”或“<”)。
(3) 从③组实验结果分析,说明HA的电离程度______NaA的水解程度(填“>”、“=”或“<”),该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是。
(4)①组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=mol·L-1。
电解铝技术的出现与成熟让铝从皇家珍品变成汽车、轮船、航天航空制造、化工生产等行业的重要材料。工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3做冶炼铝的原料,某研究性学习小组设计了如下提取流程图
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现有金属单质A、B、C、I和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H。其中B是地壳中含量最多的金属。它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式: C、H
(2)写出反应③的离子方程式:
写出反应⑦的离子方程式:
(3)实验室检验物质G中阳离子的常用试剂是:
实验室检验物质D中阳离子的方法是
(4)分析反应,3H2O2+ 2H2CrO4= 2 Cr(OH)3 + 3O2 + 2H2O
该反应中的还原剂是___________,,还原产物是__________;
若该反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状态下体积约为________。