通过煤的气化和液化,使碳及其化合物得以广泛应用。
I.工业上先用煤转化为CO,再利用CO和水蒸气反应制H2时,存在以下平衡:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g),800℃时测得部分数据如下表。
t/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
n(H2O)/mol |
0.600 |
0.520 |
0.450 |
0.350 |
0.350 |
n(CO)/mol |
0.400 |
0.320 |
0.250 |
0.150 |
0.150 |
则该温度下反应的平衡常数K= 。(保留2位有效数字)
(2)相同条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H2O(g)、2molCO2、2mo1 H2,此时v (正)_____________ v (逆)(填“>” “="”" 或 “<”)。
II.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283 kJ·mol-1、286 kJ·mol-1、726 kJ·mol-1。
(3)利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为 。
(4)依据化学反应原理,分析增加压强对制备甲醇反应的影响 。
III.为摆脱对石油的过度依赖,科研人员将煤液化制备汽油,并设计了汽油燃料电池,电池工作原理如右图所示:一个电极通入氧气,另一电极通入汽油蒸气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—。
(5)以辛烷(C8H18)代表汽油,写出该电池工作时的负极反应方程式 。
(6)已知一个电子的电量是1.602×10—19C,用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过1.929×105C的电量时,生成NaOH g。
Ⅳ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。
(7)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。如:
a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2 b.2CO2 + 6H2
C2H5OH +3H2O
c.CO2 + CH4CH3COOH d.2CO2 + 6H2
CH2=CH2 + 4H2O
以上反应中,最节能的是 ,反应b中理论上原子利用率为 。
某化学兴趣小组为了探究某些气体的性质,设计了如图所示的实验装置。实验时将A、D中产生的气体同时通入C中。(K为止水夹,部分夹持仪器已略去)
回答下列问题:
(1)简述实验前检查A部分装置气密性的方法_______________________________________。
(2)仪器E的名称是______,锥形瓶内小试管F的作用是______。
(3)若b是生石灰,a是______时,在C中有白烟产生,写出生成白烟的化学方程式________________________。
(4)若a是质量分数为75%的硫酸,b是亚硫酸钠粉末,在C中盛适量的BaCl2溶液时,写出C中发生反应的离子方程式:____________。
(5)从环保的角度出发,上述实验装置中需要改进的是____________________________________________。
某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸反应可以制得氯气,化学方程式为:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O 。他们设计了如下制取氯气并验证其性质的实验。
试回答:(1)该实验中A部分的装置是____(填写装置的序号)。
(2)请你设计一个实验,证明洗气瓶C中的Na2SO3已经被氧化(简述实验步骤):____________________________。
(3)若D中反应后的溶液具有漂白性,请写出D装置中发生反应的离子方程式
__________________。
(4)该实验存在明显的缺陷,请你提出改进的方法___________。
(5)该小组又进行了如下实验:称取漂白粉2.0 g,研磨后溶解,配制成250 mL溶液,取25 mL加入到锥形瓶中,再加入过量的KI溶液和过量的H2SO4溶液,静置。待完全反应后,用0.1 mol/L的Na2S2O3溶液作标准溶液滴定反应生成的碘,已知反应式为: 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6 + 2NaI 反应完成时,共用去Na2S2O3
20.0 mL。则该漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为:_____________。
今有下列气体:H2、Cl2、CH4、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用如图装置进行实验,填写下列空白:
(1)当烧瓶干燥时,从A口进气可收集的气体是_____,从B口进气可收集的气体是____。
(2)当烧瓶中充满水时,可用来测量____等气体的体积。
(3)当烧瓶中装入某种溶液,用于洗气时,气体应从____口进入烧瓶。
铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。实验室现有下列试剂:0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种;
Ⅱ.所得气体中可能含有_________中的一种或两种。
实验操作 |
预期现象 |
结论 |
|
验证猜想Ⅰ |
步骤①:取少量0.01 mol/L酸性KMnO4溶液,滴入所得溶液 |
||
步骤②:_________ |
含有Fe3+ |
||
验证猜想Ⅱ |
将所得气体通入如下装置 |
含有两种气体 |
【实验探究】
【问题讨论】
有同学提出,若另外选用KSCN溶液,则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究,判断该方法是否正确并进行评价:_________。
某研究小组甲欲用KMnO4测定FeSO4的含量。
(1)①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液200 mL,配制时需要的仪器除天平、药匙外,还需要的仪器有_____、_____、_____、_____、_____。
②用KMnO4(酸化)滴定时,含硫酸亚铁的溶液放在_____(填仪器)中,高锰酸钾溶液放在______(填仪器)中,滴定终点时溶液的颜色为_____色。
(2)另一研究小组乙设计了如下测量方案:
①过滤时用到的玻璃仪器有________________。
②从红褐色的悬浊液到最后的称量,其过程中所需的基本操作有_____(按操作的顺序填写)。
A过滤;B洗涤;C萃取;D分液;E冷却;F灼烧