(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。
硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为:H2SO4=H++HSO4-,HSO4-
H++SO42-.
请据此回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”),原因是:(用离子方程式表示)
(2)写出H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式:;
(3)在0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是。(填编号)
| A.c(SO42-)+c(HSO4-)=0.1 mol·L-1 | B.c(SO42-)+c(HSO4-)=2 c(Na+) |
| C.c(OH-)=c(H+)+c(HSO4-) | D.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-) |
(4)已知0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液的pH=2,则0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中SO42-的浓度0.01mol·L-1(填“>” “="”" 或“<”)。
如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为__________mol·L-1。
(2)取用任意体积的该盐酸溶液时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是_______。
A.溶液中HCl的物质的量 B.溶液的浓度
C.溶液中Cl-的数目D.溶液的密度
(3)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是____________
A.使用容量瓶前检验是否漏水
B.容量瓶用水洗净后,再用待配溶液洗涤
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的固体用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
D.配制溶液时,若试样是液体,用量筒取样后用玻璃棒引流倒入容量瓶中,缓慢加水至刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反复倒转多次,摇匀。
(4)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制500 mL物质的量浓度为0.400 mol·L-1的稀盐酸。
①该学生需要量取________mL上述浓盐酸进行配制。(保留小数点后1位)
②在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?(在括号内填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
a.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面。( )
b.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水。( )
(5)①假设该同学成功配制了0.400 mol·L-1的盐酸,他又用该盐酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,则该同学需取________mL盐酸。
②假设该同学用新配制的盐酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,发现比①中所求体积偏小,则可能的原因是________。
A.浓盐酸挥发,浓度不足 B.配制溶液时,未洗涤烧杯
C.配制溶液时,俯视容量瓶刻度线 D.加水时超过刻度线,用胶头滴管吸出
有下列物质:①氢氧化钠固体 ②铜丝 ③盐酸 ④熔融氯化钠 ⑤二氧化碳气体 ⑥氨水 ⑦蔗糖晶体。请用序号填空:
(1)上述状态下可导电的是________。 (2)属于电解质的是________。
(3)属于非电解质的是________。 (4)上述状态下的电解质不能导电的是________。
(1)3.01×1022个OH- 的物质的量为________,质量为________,含有质子的物质的量为________,含有电子的物质的量为________。
(2)相同状况下,10mL X2气体与30mL Y2气体化合生成20mL C气体,则C的化学式为_________。
(3)某地酸雨经检验,除含氢离子外,还有如下离子:c(Na+)=1.4×10-3 mol·L-1,
c(Cl- ) =3.5×10-3 mol·L-1,c(NH4+) =2.3×10-3 mol·L-1, c(SO42-) =1.5×10-3
mol·L-1。则该溶液中氢离子的浓度为_________。
在下列各变化中,E为无色无味的液体(常温下),F为淡黄色粉末,G为常见的无色气体(反应条件均已省略)。
回答下列问题:
(1)在反应②中,每生成2.24L气体G(标准状况)时,该反应转移电子的物质的量是___________mol。
(2)若反应①在加热条件下进行,单质A和化合物B按物质的量之比为1:2发生反应,且C、D是两种均能使澄清的石灰水变浑浊的无色气体,则反应①的化学方程式是___________________________________________。
(3)若反应①在溶液中进行,A是一元强碱,B是一种酸式盐,D是一种使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,且B遇盐酸能生成使品红溶液褪色的气体。在加热条件下,当A过量时,反应①的离子方程式是_________________________________________。