工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达到平衡的时间/min |
达平衡时体系能量的变化/kJ |
||||
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
||||
① |
1 |
4 |
0 |
0 |
t1 |
放出热量:32.8 kJ |
|
② |
2 |
8 |
0 |
0 |
t2 |
放出热量:Q |
|
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K= 。
(4)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
A.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
B.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
C.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
D.容器①中,化学反应速率为:
(5)已知:②2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式: 。
(6)容器①中反应进行到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) 。
(7)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用图中所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极所发生反应的电极反应式: 。
②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合反应式解释) 。
A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如图所示(反应条件未标出,部分产物可能省略),其中反应①是置换反应。
(1)若A、D、F都是非金属单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式是。
(2)若A是常见的金属单质,D、F是气态单质,反应①在水溶液中进行,则反应②(在水溶液中进行)的离子方程式是;已知1 g D与F反应生成B时放出92.3 kJ热量,写出该反应的热化学方程式。
(3)若B、C、F都是气态单质,且B有毒,③和④两个反应中都有水生成,反应②需要一定条件才能发生,A、D相遇有白烟生成,则C与F反应的化学方程式是。
(4)若A、D为短周期元素单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍,③和④两个反应中都有颜色气体生成,反应④的化学方程式是。
(1)用热水配制AlCl3溶液,会出现浑浊现象,原因是(用离子方程式和必要的文字说明):
。要消除浑浊现象,又不污染药品,可加入适量的__________溶液。
(2)常温下,有①0.01 mol/L HCl溶液;②pH=12的氨水,其中水的电离程度①②,(选填“>”、“<”或“=”);若将①、②混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:①②(选填“>”、“<”或“=”)。若用①来滴定未知浓度的氨水,通常选用____________作指示剂,达滴定终点时各离子浓度由大到小的顺序是_________________________________。
(3)某温度(T℃)时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH=11,则在该温度下,将100 mL 0.2 mol·L-1的稀盐酸与100 mL 0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后,溶液的pH=。
A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,原子序数依次增大。A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等;B、E同主族,且核电荷数之比为1︰2;C的单质能与冷水剧烈反应,所得强碱性溶液中含有两种电子数相同的阴、阳离子;D的最外层电子数是内层电子总数的一半。试回答下列问题:
(1)F位于周期表中第________周期________族。
(2)常温时,39 g B、C按原子个数比1︰l形成的化合物X与足量CO2反应放出Q kJ的热量,写出该反应的热化学方程式;
写出少量X与FeCl2溶液反应的离子方程式_______________________________________。
(3)B、C、F组成的化合物Y是家用消毒剂的主要成分,Y的溶液呈碱性,用离子方程式解释其原因______________________________;起消毒作用的微粒电子式为_________。
(4)四原子分子Z与C的单质和水反应所得的阴离子电子数相等,Z的分子空间构型为___________型,它属于_________分子(填“极性”或“非极性”);请比较Z与DA3的沸点高低并加以解释_____________________________________________________。
(5)目前人们正在研究开发一种高能电池,它是以熔融的C、E单质为两极,以C离
子导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质,反应式为:2C+xE C2Ex。请写出电池放电时正负极的电极反应式,正极反应式:_______________________。用该电池作电源进行电解含有0.2 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的混合溶液500 mL时:若此电池工作一段时间后消耗23 g C单质。则阳极产生气体体积为:________L(标准状况下);电解后溶液加水稀释至2 L ,溶液的pH为:________。
某烃A蒸气密度是相同状况下氢气密度的53倍,10.6 g A在O2中燃烧生成CO、CO2和9 g H2O.烃A不能使Br2的CCl4溶液褪色,但能使KMnO4酸性溶液褪色,其一氯代物有2种.已知:
A可以发生下面一系列的变化.
根据上述转化关系回答下列问题:
(1)试写出下列物质的结构简式:A ,C ,F .
(2)指出上述①②的反应类型:① ,② .
(3)写出E+G→H的化学方程式.
如图装置中,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹,a、b为电源两极.在A、B中充满KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中.切断K1,闭合K2、K3,通直流电,电解一段时间后A、B中产生体积不相等的无色气体,如图所示.
(1)试管B中收集的气体是(填化学式)电源的a极为 (填“正极”或“负极”).
(2)写出铂夹C上发生的电极反应式:
(3)写出A中电极反应式:.
(4)若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极.此时切断K2、K3,闭合K1,电流表的指针发生偏转,此时B极的电极反应式为 .