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)已知:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=+172.5 kJ·mol-1,则CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的焓变ΔH=________。
(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,多孔石墨作电极,该电池负极反应式为______________________________________。
若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液,设有0.01 mol CH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的Cl2全部逸出,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2.0 L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 |
达到平衡所 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t min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=-92.4 kJ·mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图甲所示。
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,其他条件相同,请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO。
已知:
Ⅰ
Ⅱ(苯胺,易被氧化)
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)H的结构简式是______________;(2)反应②的类型是______________;
(3)反应⑤的化学方程式是____________________________________________;
反应⑥的化学方程式是____________________________________________;
(4)有多种同分异构体,其中符合下列条件的共有__________种
①能发生银镜反应但不能水解
②每摩尔同分异构体最多消耗2mol NaOH
③苯环上一氯代物只有两种
一定温度下2升的恒容容器甲中,加入2moL碳和2moLCO2发生如下反应: C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H>0,测得容器中CO2的物质的量随时间t的变化关系如图所示。
(1)该反应的ΔS0(填“>”、“<”或“=”)。在(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)列式并计算上述温度下此反应的平衡常数K。
(结果保留一位小数)
(3)向上述平衡体系中再通入CO2,则CO2的转化率(填增大、减小、不变、无法确定)。
(4)相同温度下,2升的恒容容器乙中加入4moL碳和4moLCO2,达到平衡。请在图中画出乙容器中CO2的物质的量随时间t变化关系的预期结果示意图。(注明平衡时CO2的物质的量)
(5)相同温度下,2升的恒容容器丙中加入4moL碳、4moLCO2和4moLCO。开始反应时
V(正)V(逆)(填>、<、﹦)。
短周期的五种元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大。A、B、C三种元素电子层数之和是5。A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数;B元素原子最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍, A与D可以形成原子个数比分别为1:1和2:1的两种液态化合物;E单质用于净化水质。
请回答:
(1)写出D在元素周期表中的位置,E的原子结构示意图是_____。
下列可以验证C与D两元素原子得电子能力强弱的实验事实是__________(填写编号);
A.比较这两种元素的气态氢化物的沸点
B.比较只有这两种元素所形成的化合物中的化合价
C.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
D.比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
(2)由A、B两种元素组成的最简单的化合物,写出其电子式。
(3)均由A、B、C、D四种元素组成的甲、乙两种化合物,都既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应,甲为无机盐,其化学式为,乙为天然高分子化合物的水解产物,且是同类物质中相对分子质量最小的,其结构简式为。
(4)胶态磁流体在医学上有重要的用途,而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子,其制备过程可简单表示如下:
①将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中,生成两种碱,写出该反应过程的总的离子方程式________________________。
②上述反应生成的两种碱继续作用,得到Fe3O4
(5)已知下表数据:
物质 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Ksp/25℃ |
2.0×10-16 |
4.0×10-36 |
若使混合液中FeSO4、Fe2(SO4)3的浓度均为2.0mol·L-1,则混合液中c(OH-)不得大于mol·L-1。
NaNO2俗称“工业盐”,其外观与食盐相似,易误食而中毒,可通过化学实验加以鉴别。如向NaNO2的酸性溶液中加入KI固体,析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色,据此检验NO2—。
请回答下列问题:
(1)写出上述反应的离子方程式。
(2)日常生活中若需鉴别工业盐和食盐,现有碘化钾淀粉试纸,则还需选用的生活中常见物质的名称为。
(3)某工厂废切削液中含有2%—5%的NaNO2,直接排放会造成水污染,但加入下列物质中的某一种就能使NaNO2转化为不引起污染的N2,该物质是,
a.NaCl b.H2O2 c.NH4Cl d.浓H2SO4
所发生反应的离子方程式为:。
有A、B、C、D、E五种常见化合物,都是由下表中的离子形成的:
阳离子 |
K+ Na+ Cu2+ Al3+ |
阴离子 |
SO42- HCO3-NO3- OH- |
为了鉴别上述化合物,分别完成以下实验,其结果是:
①将它们溶于水后,D为蓝色溶液,其他均为无色溶液;
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀,继续滴加,沉淀溶解;
③进行焰色反应,仅有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃);
④在各溶液中加入硝酸钡溶液,再加过量稀硝酸,只有A中放出无色气体,只有C、D中产生白色沉淀;
⑤将B、D两溶液混合,未见沉淀或气体生成。
根据上述实验填空:
(1)写出B、D的化学式:B,D 。
(2)将含lmol A的溶液与含l mol E的溶液反应后蒸干,仅得到一种化合物,该化合物化学式为。
(3)C常用作净水剂,用离子方程式表示其净水原理。
(4)在A溶液中加入少量澄清石灰水,其离子方程式为。
(5)向20mL 2mol/L C溶液中加入30mL E溶液,充分反应后得到0.78g沉淀,则E溶液的物质的量浓度可能是moI/L。