(16分)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。
(16分)(1)已知:
Fe(s)+1/2O2(g)=FeO(s)
2Al(s)+3/2O2(g)= Al2O3(s)
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_____________________________________。
(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B,如下图所示。
①据图判断该反应是_____(填“吸”或“放”) 热反应,当反应达到平衡后,其他条件不变,升高温度,反应物的转化率___ _ (填“增大”、“减小”或“不变”)
②其中B历程表明此反应采用的条件为______ (选填下列序号字母)
A.升高温度 B.增大反应物的浓度
C.降低温度 D.使用了催化剂
(3)1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) 。
①该反应的平衡常数表达式为____________________。已知K1000℃<K1200℃,则该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
②用有关离子方程式说明上述反应所得固体产物的水溶液的酸碱性____________
(4)常温下,如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计),测得混合液的pH=8,请回答下列问题:
①混合溶液中水电离出的c(H+)与0.1mol·L-1NaOH溶液中水电离出的c(H+)比较
(填<、>、=)。
②已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH7(填<、>、=);相同温度下,等物质的量浓度的下列盐溶液按pH由大到小的排列顺序为。(填序号)
a..NH4HCO3 b.NH4Ac.(NH4)2CO3 d.NH4Cl
X、Y、Z、W、L、M六种短周期主族元素的原子序数依次增大,其中X、M的单质在常温下呈气态,Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,Z在同周期的主族元素中原子半径最大,W是地壳中含量最多的金属元素,L的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。用化学用语回答下列问题:
(1)L的元素符号为___________;M在元素周期表中的位置为____________________。
(2)Y、L、M的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是__________________________(写化学式)。
(3)原子序数比Y多2的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是____________________。
(4)Z、W各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为________________________________________________________________。
(5)R与Y同周期,R的单质分子R2中有3个共价键,R与L能形成一种新型无机非金属材料,其化学式是___________________。
(6)碘是人体必需的微量元素之一,有“智力元素”之称。我国从1989年开始,逐步以KIO3取代KI加工碘盐。已知在酸性溶液中可发生反应: IO3-+ 5I-+ 6H+ ="=" 3 I2 + 3 H 22O,据此反应,可用试纸和一些生活中常见的物质设计实验,证明食盐中存在IO3-。可供选用的物质有:①自来水;②蓝色石蕊试纸;③碘化钾淀粉试纸;④淀粉;⑤食醋;⑥白酒;⑦食糖。你认为进行上述实验时必须使用的物质是_________(填序号)。
下图所示物质(部分产物和反应条件未标出)中,只有A是单质,常温下B是导致酸雨的大气污染物,W是淡黄色固体。
据此回答下列问题:
(1)物质W中所含有的化学键类型为,其阴、阳离子个数比为。
(2)物质C的结构式为。
(3)上图反应中不属于氧化还原反应的有(填写序号)。
(4)写出A和X反应的化学方程式;若生成的B在标准状况下的体积为22.4L,则反应中转移电子数目为。
(5)请写出C和W反应的化学方程式:。
(6)请写出X和 Y反应的离子方程式:。
在 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2反应中,
(1)请在此方程上用双线桥法标出电子转移的方向和数目。
(2)是还原剂,是氧化剂。
(3)若转移3mol电子,则所产生的O2在标准状况下的体积为____。
下列物质中:①NaCl ②Na2O ③CH3COOH ④CO2 ⑤NaHCO3 ⑥NH3·H2O ⑦Fe ⑧金刚石 ⑨Cl2 ⑩澄清石灰水 ⑪NaOH, 其中属于电解质的有 ;属于非电解质的有: ;能导电的有:(填序号)