(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆) (正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;实验温度
T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,则Co2+在阳极的电极反应式为 ;除去甲醇的离子方程式为 。
现有A、B、C、D四种原子序数依次递增的短周期元素,E是常见的金属元素。已知A的最外层只有一个电子,B的最外层电子数是次外的三倍,C与A的最外层电子数相同,D与B是同主族元素。化合物甲是由A、B、C三种元素组成,化合物乙B、D、E三种元素组成,甲乙两种溶液混合有蓝色沉淀产生。化合物丙和丁都由B、C、D三种元素组成,且丙的相对分子质量比丁大16。请回答下列问题。
(1)画出C的原子结构示意图,指出D在周期表中的位置。
(2)写出丙和丁的化学式,丙,丁。鉴别丙的阴离子的方法是。
(3)写出以Mg、Al为电极材料,以甲为电解质溶液所组成的原电池,负极的电极反应式。
(4)若用石墨为电极,在250C时,电解200mL乙的溶液,当阴极增重6.4g,则反应后溶液的PH=(设反应后溶液的体积仍为200mL);若以铜作电极,电解乙的水溶液,当外电路通过0.2mol电子时,理论上两极质量相差g。
Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素,原子序数逐渐增大,Q与W组成的化合物是天然气的主要成分,W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物,Y和Z能形成原子个数比为1︰1和l︰2的两种离子化合物。
(1)W在元素周期表中的位置是周期族。
(2)工业合成XQ3是放热反应。下列措施中,既能加快反应速率,又能提高原料利用率是。(填写序号)
A.升高温度 | B.加入催化剂 | C.将XQ3及时分离出去 | D.增大反应体系的压强 |
(3)2.24 L(标准状况)XQ3被200 mL l mol/L QXY3溶液吸收后,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是。(用离子符号表示)
(4)WQ4Y与Y2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如右图所示,a极的电极反应是。
(5)已知:W(s)+Y2(g)=WY2(g);H=-393.5kJ/mol
WY(g)+Y2(g)=WY2(g);
H=-238.0kJ/mol。则 24g W与一定量的Y2反应,放出热量362.5 kJ,所得产物成分及物质的量之比为。
(6)X和Z组成的一种离子化合物,能与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式为。
(10分).A、B、C、D、E五种溶液分别是NaOH、NH3·H2O、CH3COOH、HCl、NH4HSO4中的一种。常温下进行下列实验:
①B、D均能与pH=3的A溶液反应,当它们以等物质的量混合时均能恰好反应,反应后得到的溶液前者呈酸性,后者呈中性;
②浓度均为0.1mol·L-1C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性。
回答下列问题:
(1)D是,E是;
(2)用水稀释0.1 mol·L-1B时,溶液中随着水量的增加而减小的是(填写序号)
a. b.
c.c(H+)·c(OH-) d.n(OH-)
(3)pH相同的等体积的两份溶液A和E,分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号)
a.反应所需要的时间E>A b.开始反应时的速率A>E
c.参加反应的锌粉物质的量A=E d.E溶液里有锌粉剩余
(4)室温下,向0.01mol·L-1 C溶液中滴加0.01mol·L-1 D溶液至中性,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为___________________。
铜是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:
(1)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,若某电解质量增加16g,则另一电极的电极方程式为___________;该电极可收集到标况下气体____________L。
(2)的立体构型是________,其中S原子的杂化轨道类型是_______;
(3))元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,Au原子最外层电子排布式为______;一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______。
(10分)A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示(反应条件和部分产物未标出)。
(1)若A为短周期金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,则C的电子式为,反应④的化学方程式为_______________________________________。
(2)若A是常见的变价金属的单质,D、F是气态单质,且反应①在水溶液中进行。请写出在水溶液中进行的反应②的离子方程式;
已知光照条件下D与F反应生成B,写出该反应的化学方程式:。
(3)若A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式为。