开发使用清洁能源,发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)甲烷水蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) △H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g) △H=+165.0 kJ·mol-1
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨的催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是 。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为___________。(填“<”、“>”、“="”" );
②100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密封容器中,发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c.容器的压强恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
(3)25℃时,在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是_____。
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中, 由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F-)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F-)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(Na+)=0.1mol/L
(4)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A,该反应的化学方程式为 。
反应① Fe(s)+CO2(g)===FeO(s)+CO(g);△H1=" a" kJmol-1反应② CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g);△H2=" b" kJmol-1测得在不同温度下,在密闭容器中进行的反应①的平衡常数K值随温度的变化如下:
(1)反应①的化学平衡常数表达式为,a0(填“>”、“<”或“=”)。在 500℃2L 密闭容器中进行反应①,Fe 和 CO2的起始物质的量均为4mol,10min后达到平衡状态,平衡时CO2的转化率为,用CO表示的化学反应速率为。
(2)700℃反应①到平衡,要使该平衡向右移动,其它条件不变时,可以采取的措施有__________(填序号)。
A.缩小反应容器体积 | B.通入CO2 |
C.升高温度到900℃ | D.使用合适的催化剂 |
(3)由反应①和②可求得反应 2Fe(s)+O2(g)===2FeO(s) △H3中的△H3=(用含a、b的代数式表示)。
(4)如图是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,则a处通入的是(填“甲醇”或“氧气”),b处电极上发生的电极反应式:
A、B、C、D均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的关系如图所示(部分产物已略去)。
(1)若A为金属单质,D是某强酸的稀溶液,则反应C+D→B的离子方程式为。
(2)若A、B为盐,D为强碱,A的水溶液显酸性,则
①C的化学式为。
②反应B+A→C的离子方程式为。
(3)若A为强碱,D为气态氧化物。常温时,将B的水溶液露置于空气中,其PH随时间t变化可能如上图的图b或图c所示(不考虑D的溶解和水的挥发)。
①若图b符合事实,则D为(填化学式),此时图b中x 7(填“﹥”“﹤”“﹦”)
②若图c符合事实,已知图c中y﹤7,则其PH变化的原因是(用离子方程式表示)
(4)若A为非金属单质,D是空气的主要成分之一。它们之间转化时能量变化如上图a,请写出A+D→C的热化学方程式:
[化学一选修5:有机化学基础](15分)
已知:
有机物A~H的转化关系如下图所示:
其中:①A不能使溴的四氯化碳溶液褪色,其核磁共振氢谱为单峰
②E、F互为同分异构体
请回答:
(1)C的化学名称是____________
(2) 由D生成E或F的反应类型是______;E的结构简式为______。
(3) 下列关于G的说法正确的是______ (填选项字母)。
a. G可与FeCl3溶液发生显色反应
b. —定条件下,G可发生消去反应
c. 1 mol G与足量NaOH溶液反应,最多消耗2 mol NaOH
d.在Cu催化、加热条件下,G可发生催化氧化反应
(4) 由C生成D的化学方程式为____________。
(5) 由G生成H的化学方程式为__________________
(6) 同时满足下列条件的E的同分异构体有______种(不考虑立体异构),任意写出其中一种物质的结构简式____________
a.属于酯类 b.含有六碳环结构 c.六碳环上只有一个取代基
[化学一选修3:物质结构与性质](15分)
一水硫酸四氨合铜(II)(化学式为是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组以孔雀石(主要成分为Cu2(OH)2CO3,含少量Fe2O3和SO2杂质)为原料制备该物质的流程如下:
请回答:
(1) 沉淀A的晶体中最小环上的原子个数为______,气体C分子中键和
键的个数比为______
(2) 溶液D的溶质阴离子的空间构型为______,其中心原子的杂化轨道类型为______
(3) MgO的熔点高于CuO的原因为____________
(4) 画出一水硫酸四氨合铜(II)中配离子的配位键____________。
(5)湿法炼铜就是利用溶液D制得铜单质,铜单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
①铜单质晶体中原子的堆积方式为____________,晶胞中Cu原子的配位数为______
②若Cu原子半径为acm,则Cu单质晶体的密度为______g/cm3(只列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
[化学一选修2:化学与技术](15分)已知:
①工业上用硫酸与-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等,最终制备金属锂。
②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂。用-锂辉矿与硫酸等物质制备金属锂的工业流程如下图:
请回答:
(1)沉淀Y的主要成分的化学式是____________。
(2)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其使用的原因____________
(3 )操作1涉及的实验方法是__________________。
(4 )写出用铝粉还原法制取金属锂的化学反应方程式。________________________
(5) LiCl溶液加热蒸干后,所得固体在熔融状态下电解制备锂。电解时产生的氯气中混有少量氧气,产生氧气的原因是__________________
(6) 目前电池通常使用金属锂的优点是__________________