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 。
下图为某实验者设计的验证银圆(银和铜的合金)完全溶解于一定量的浓硝酸后生成NO2气体中含有NO的实验装置图。常温时,NO2与N2O4同时存在;在低于0℃时,几乎只有无色的N2O4的晶体存在。
(1)反应前先打开A中的活塞K1,持续通一段时间N2,其理由是。
(2)若装置中缺B,其后果是。
(3)反应结束后,打开D中的活塞K2,并通入氧气,D瓶内气体由无色变为红棕色;若通入的是热氧气,则瓶内气体的颜色比以前更深,其原因是。
(4)C装置的作用是;E中a仪器所起的作用是。
(5)已知该银圆的质量为25g,加入75mL 12mol·L—1的浓硝酸。实验结束后,A中烧瓶内溶液中H+的浓度为2mol·L—1(反应中HNO3既无挥发也无分解),溶液体积仍为75mL。
①参加反应的硝酸的物质的量是。
②为测定该银圆中铜的质量分数,还需进行的主要实验操作是。
Ⅰ. 氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质。
请回答:
(1)实验室制取氨气的化学方程式是。
(2)①如图是进行氨气喷泉实验的装置,引发喷泉的操作步骤是。
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是(用电离方程式表示)。
(3)该小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物。
①实验现象为:黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成一种无色气体,该气体无污染。请写出氨气与CuO反应的化学方程式。
②碱石灰的作用是。
③整套装置在方框处应添加一种装置后,此实验设计才较完善,请在方框中补画出E装置图(要求注明装置中所加试剂名称)。
Ⅱ.3.2g Cu与30mL,8mol/L过量HNO3反应,硝酸的还原产物为NO,NO2,反应后溶液中所含H+为a mol,则:①此时溶液中所含的NO3-为mol。
②所生成的NO在标准状况下体积为L。(以上结果均用含a的代数式表示)
Ⅲ.某黑色固体甲可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜。
查阅资料知道:①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜。②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸。在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如图所示的实验:
(1)③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为。
(2)关于固体甲的成分的判断中,下列说法正确的是
A.固体甲中,CuS和Cu2S不能同时存在; |
B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种; |
C.固体甲中若没有Cu2O,则一定有Cu2S; |
D.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S。 |
下图是病人输液用的葡萄糖(分子式为C6H12O6,相对分子质量为180)注射液的标签上的部分内容。
(1)该注射液中葡萄糖的质量分数是;葡萄糖的摩尔质量是;
(2)该注射液中葡萄糖的物质的量浓度是(小数点后保留两位);
(3)实验室配制250 mL该浓度的葡萄糖溶液需要用天平称取葡萄糖粉末g ,需要的主要玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、、等。
(4)下列操作不正确的是(填序号)。
①使用容量瓶前检查它是否漏水
②定容时仰视刻度线
③定容时加水超过刻度线,把水倒出一些,重新加水至刻度线
④定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀
如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图,根据图示回答下列问题。
(1)图中的两处明显的错误是:
①;
②。
(2)A仪器的名称是,B仪器的名称是。
(3)实验时A中除加入少量自来水外,为防止液体暴沸还需加入少量。
(16分)某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中发生反应的化学方程式:
[实验探究]
(1)A中的反应(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(2)A装置还可用于制取气体(只填一种)
(3)若有10.7gNH4Cl固体,最多可制取NH3(标准状况)的体积是L
(NH4C1的摩尔质量为53.5g·mol-1)。
(4)实验室收集氨气的方法是
(5)C、D装置中颜色会发生变化的是(填“C”或“D”)
(6)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴人1-2滴浓盐酸,
可观察到的现象是
(7)为防止过量氨气造成空气污染,需要在上述装置的末端增加一个尾气处
理装置,合适的装置是(填“F”或“G”)。
[知识拓展]
(8)生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量[化学方程式为CaO+H2O==Ca(OH)2]。实验室利用此原理,往生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气。你认为生石灰可用下列物质代替(填序号)。
A.碱石灰(NaOH与CaO的固体混合物) B.NaOH 固体
C.硫酸溶液 D.石灰石(含CaCO3)
[知识应用]
(9)2010 年11月9日晚,我省宁德市一冷冻厂发生氨气泄漏事件,500 多居民深夜大转移。假如你在现场,你会采用什么自救方法?