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。
(10分)
(1)标准状况下,1.92 g某气体的体积为672 mL,则此气体的相对分子质量为 _______。
(2) 等质量的CH4与 NH所含电子数之比是___,质子数之比是___。
(3)相同条件下,体积比为a∶b和质量比为a∶b的H2和O2的混合气体,其平均相对分子质量分别为_; ___。
某同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤见下图。
请回答:
(1)步骤①和②的操作名称是________。
(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是______________;
步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止____________,当蒸发皿中有较多量固体出现时,应______________,用余热使水分蒸干。
(3)猜想和验证:
猜想 |
验证的方法 |
现象 |
结论 |
猜想Ⅰ:固体A中含CaCO3、MgCO3 |
取少量固体A于试管中,滴加稀盐酸,并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口 |
① |
猜想Ⅰ成立 |
猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3 |
取少量固体A于试管中,先滴入②,再滴入Na2SO4溶液 |
有气泡放出,无白色沉淀 |
③ |
猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4 |
取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水, ④ |
⑤ |
猜想Ⅲ成立 |
科学家在研究化学物质时,常常对物质进行分类,以便对同类物质的组成和性能进行深入的研究。
(1)下列各组物质中有一种物质从化学性质角度看与其它物质不属于同一类,请将其挑出来(余下的必须属于同类),并说明理由。
物质组 |
不属于同类的物质 |
理由 |
(1)MgO、SO3、CaO、Al2O3 |
||
(2)H2O、HBr、CH4、NH3 |
||
(3)HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4 |
(2)请对以下过程形成的分散系进行分类
①花生油加入到水中后充分搅拌;
②向蒸馏水中加入硝酸钾至恰好饱和;
③饱和氯化铁溶液中逐滴加入少量氢氧化钠溶液;
④氢氧化钡溶液中通入过量的CO2;
⑤用滤纸过滤氢氧化铁胶体后得到的滤液;
⑥将纳米材料分散在塑料中制备复合材料;
⑦碘水和酒精的混合物。
属于浊液的是:____(填序号,下同);属于溶液的是:_____;属于胶体的是:_____。
25℃、101kPa 下:①2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s)△H1=-414KJ/mol
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H2=-511KJ/mol
下列说法正确的是()
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等 |
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同 |
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快 |
D.25℃、101kPa 下,Na2O2(s)+2 Na(s)= 2Na2O(s)△H=-317kJ/mol |
(1)CO、CH4均为常见的可燃性气体。已知在101kPa时,CO的燃烧热为283kJ/mol。相同条件下,若2molCH4完全燃烧生成液态水,所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的6.30倍,CH4完全燃烧反应的热化学方程式是。
(2)已知:P4(g)+6Cl2(g)=4PCl3(g)△H=a kJ∙mol—1
P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g)△H=b kJ∙mol—1
P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为c kJ∙mol—1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2c kJ∙mol—1。则Cl-Cl键的键能为kJ∙mol—1
(3)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)△H1
2 H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g)△H2
C(s)+ O2(g)=CO2(g)△H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g) + O2(g) +6N2(g)的△H
为(用△H1、△H2、△H3表示)
(4)已知一定温度和压强下,合成氨反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.0KJ·mol-1,将1mol N2和3mol H2充入一密闭容器中,保持恒温恒压,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,测得N2的转化率为20%。若在相同条件下,起始时在该容器中充入2mol NH3,反应达到平衡时的热量变化是(填“吸收”或“放出”) kJ热量。