10℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50℃ |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
甲同学认为,该溶液的pH值升高的原因是HCO3-的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为 。
乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3。
丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为:___________________________
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则 (填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是 。
A、Ba(OH)2溶液 B、BaCl2溶液 C、NaOH溶液 D、澄清石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10℃,若溶液的pH等于8.3,则 (填“甲”或“乙”)判断正确。
(3)常温下,在测得PH都等于9的NaOH溶液和Na2CO3溶液中,由水电离的OH—浓度分别为amol /L和bmol /L,则a与b的比值= 。
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
I.工业上合成甲醇一般采用下列反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.1 kJ/mol。
(1)一定条件下,向一恒温恒容的密闭容器中充入2molH2和1molCO发生反应,则能够说明上述反应已经达到平衡状态的有_________(填序号)。
a.H2和CO的浓度比保持不变
b.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.2υ正(CO)= υ逆(H2)
(2)将一定量的H2和CO分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
实验编号 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
H2 |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
T1 |
2 |
1 |
0.4 |
5 |
|
2 |
T2 |
4 |
2 |
0.2 |
3 |
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(CH3OH)表示的反应速率为 ,该温度下的平衡常数K= 。
②T1 T2(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)下图是压强为P1时容器中甲醇含量的变化曲线,请在该图中补画出(不用计算,定性处理)该反应在P2(P2>P1)时甲醇含量的变化曲线。
Ⅱ.甲醇在一定条件下也能合成被誉为“21世纪的清洁燃料”二甲醚(DME)。
(4)工业上制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H 1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H 2
③3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)△H3
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H 4
则△H 4= 。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,某科研小组研制出以二甲醚为燃料的新型燃料电池,电解质为熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O。该电池的正极通入O2和CO2,负极通入二甲醚,则负极的电极反应式为_________________。
只用一种试剂即可除去少量杂质。将其填在空格处。
编号 |
物质 |
试剂(化学式) |
操作方法 |
① |
除杂质:NaHCO3溶液(Na2CO3) |
||
② |
除杂质:SiO2(CaCO3) |
||
③ |
除杂质:FeCl2溶液(FeCl3) |
(15分)CH4和CO2反应可以制造价值更高的化学产品。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、4mol CH4,发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分的浓度为:
物 质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
平衡浓度(mol·L-1) |
0.5 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
①在该条件下达平衡时,CH4的转化率为____________________。
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2(g)△H2 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3 kJ·mol-1
求反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的 △H=_______________kJ·mol-1
(2)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下,发生反应:CO2+CH4CH3COOH, 温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图,
请回答下列问题:
①250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____。
②为提高上述反应CH4的转化率,可采取的措施有(写2种)。
(3)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2,原理是: 500℃时,CO2与Li4SiO4接触生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,将该原理用化学方程式表示(请注明正反应方向和逆反应方向的条件):。
(4)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:
①根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在范围内(填字母序号)。
物质 |
Na |
S |
Al2O3 |
熔点/℃ |
97.8 |
115 |
2050 |
沸点/℃ |
892 |
444.6 |
2980 |
a.100℃以下b.100℃~300℃ c.300℃~350℃ d.350℃~2050℃
②放电时,电极A为极。
③放电时,内电路中Na+的移动方向为(填“从A到B”或“从B到A”)。
④充电时,总反应为Na2Sx =" 2Na" + xS(3<x<5),则阳极的电极反应式为.
(14分)铜、铁、铝是重要的金属材料,铜、铁、铝及其化合物有非常重要的用途。
(1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,该反应中氧化剂为________.电解粗铜制取精铜,电解时,阳极材料是________。
(2)铁元素与氯元素可形成FeCl2和FeCl3两种化合物,下列说法正确的是(填序号)。
①保存FeCl2溶液时,需向溶液中加入少量Fe
②FeCl2只能通过置换反应生成,FeCl3只能通过化合反应生成
③铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池,电子由铜片沿导线流向碳棒
④向淀粉-碘化钾溶液中滴加几滴FeCl2的浓溶液,原无色溶液变为蓝色
⑤纯铁与稀盐酸反应产生氢气的速率较慢;再加入少量CuCl2·2H2O晶体,速率加快
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。K2FeO4可以铁为电极,通过电解浓的KOH溶液来制取,写出电解法制取K2FeO4的阳极反应式:。
(4)工业上常用铝土矿(含SiO2等杂质)生产铝。从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3,需要从下列试剂中选择两种,选用的试剂组合最好是。
a.NaOH溶液b.氨水c.CO2d.盐酸
(5)四氢铝锂(LiAlH4)是有机合成中重要的还原剂,溶解于NaOH溶液时产生一种无色气体,请完成并配平该反应的离子方程式。
LiAlH4+=++
已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种元素,其中A与B形成可使红色石蕊试纸变蓝的气体,C的最高价氧化物对应水化物呈强碱性,D的离子半径是所在同周期元素简单离子半径中最小的,B与E可形成三角锥型分子且每个原子最外层都满足8电子稳定结构。
(1)B在元素周期表中的位置为第周期族,BA3空间构型为;
(2)物质甲是C在氧气中燃烧的产物,甲的电子式为; C、D、E各自形成的简单离子半径由小到大的顺序为(用离子符号表示)
(3)E的同族元素的氢化物中沸点最低的是(写分子式)
(4)物质乙由A和B元素组成,分子中含18个电子。常温常压下,3.2g液态乙在空气中燃烧生成B的单质,同时放出aKJ热量,该反应的热化学方程式为。
(5)将10.8g D单质与15.6g甲混合后,完全溶于水中得1L溶液,所得溶液中溶质的物质的量浓度
为(溶液体积变化忽略不计),产生的气体在标况下体积为L。