氢气是一种清洁能。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。
(2)第II步为可逆反应。在800℃时,若CO的起始浓度为2.0 mol/L,水蒸气的起始浓度为3.0 mol/L,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol/L,则此反应的平衡常数为 ,随着温度升高该反应的化学平衡常数的变化趋势是 。
(3)在恒温恒容密闭容器中进行的第II步反应,下列说法中能表示达到平衡状态的是______(填序号)。
a. 四种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
b. 单位时间内断开amol H-H键的同时断开2a mol O-H键
c. 反应容器中放出的热量不再变化
d. 混合气体的密度不再发生变化
e. 混合气体的压强不再发生变化
(4)某温度下,第II步反应的平衡常数为K=1/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2O(g)和CO(g),其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 。
起始浓度 |
甲 |
乙 |
丙 |
c(H2O)/ mol/L |
0.010 |
0.020 |
0.020 |
c(CO)/ mol/L |
0.010 |
0.010 |
0.020 |
A. 反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
B. 平衡时,甲中和丙中H2O的转化率均是25%
C. 平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.015mol/L
D. 平衡时,乙中H2O的转化率大于25%
A、B、C是由周期表中短周期元素间组成的三种常见化合物,甲、乙、丙是三种单质,这些单质和化合物之间存在如下的反应关系:
据此推断:
⑴ 在A、B、C这三种化合物中,必定含有的元素是(用字母甲、乙、丙表示)。
⑵ 单质甲必定是(金属或非金属),并写出单质甲和化合物B反应生成单质丙和化合物C的化学方程式。
⑶ 单质乙的化学式是,化合物A的电子式为。
在有机化学工业中常用的一种钠盐是NaBH4,即硼氢化钠。它具有很强的还原性,也是一种高贮氢密度材料,是最有可能作为氢燃料电池的即时供应氢源。但它不能与水和酸共存。
⑴将其投入水中可生成偏硼酸钠(NaBO2)和氢气,写出该反应的化学方程式,反应中的还原剂是,每摩NaBH4反应时电子转移数为mol。
⑵若将NaBH4投入酸溶液中其反应速率与其放入水中相比,应快还是慢,理由是。
⑶NaBH4还用于将含Au3+的碱性废液中回收黄金,其离子方程式为:
请写出配平的离子方程式。
过氧化氢(H2O2)是一种无色粘稠液体,其水溶液又俗称双氧水,呈弱酸性,医疗上用作外科消毒剂。研究表明:H2O2具有立体结构,两个氢原子像在半展开书本的两页纸上,两页纸面的夹角约为94°,氧原子在书的夹缝上,O-H键与O-O键之间的空间夹角约为97°
⑴H2O2的电子式为,其分子属于(填:“极性”或“非极性”)分子。
⑵经测定,H2O2为二元弱酸,其酸性比碳酸弱,请写出其第一步的电离方程式_____________。
⑶H2O2溶液与一种弱酸的酸性氧化物反应生成强酸,该反应的离子方程式为,
并在方程式上标出电子转移的方向与数目。
⑷为了贮存、运输、使用的方便,工业上采用“醇析法”将其转化为固态的过碳酸钠晶体(其化学式为2Na2CO3·3H2O2),该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。则下列物质能使过碳酸钠较快失效的是(多选)。
A.MnO2 | B.H2S | C.稀H2SO4 | D.NaHCO3 |
完成下列各小题中的化学反应方程式。
⑴碱金属与O2反应生成氧化物较复杂,有普通氧化物(如Na2O)过氧化物(如Na2O2)还有超氧化物和臭氧化物等。因此要制备碱金属的普通氧化物一般是用碱金属还原对应的过氧化物、硝酸盐或亚硝酸盐。试用化学方程式表示以下反应:①钠与过氧化钠反应。
②钾还原硝酸钾还产生了一种单质气体。
⑵铝能从许多氧化物中夺取氧,利用铝的亲氧性除用于冶炼难熔金属外,还用于制取耐高温的金属陶瓷。例如将铝粉、石墨和二氧化钛按一定比例混和均匀,浮在金属表面上,然后在高温下煅烧,生成耐热的TiC,写出该反应的化学方程式。
⑶将Al(OH)3和Na2CO3的混和物一同溶于氢氟酸可制得电解法炼铝必需的熔剂冰晶石(Na3AlF6),同时反应中产生一种无色无味的气体,试写出有关化学方程式_________________。
在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中发生反应:N2O4 (g) 2NO2 (g) △H> 0,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。
(1)该温度时,该反应的平衡常数为________________, 若温度升高,K值将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)a、b、c、d四个点中,化学反应处于平衡状态的是____________点。从起点开始首次达到平衡时,以NO2表示的平均反应速率为______________________。
(3)25 min时,增加了______mol___________(填物质的化学式)使平衡发生了移动。
(4)d点对应NO2的物质的量浓度_________(填“>”、“<”或“=”)0.8mol•L-1,理由是_______________________________________________________________________。