(12分) 甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”)。
②已知反应Ⅰ的能量变化如图所示: 由表中数据判断 ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L, 则CO的转化率为
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为________
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为____________
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为____________.
(14分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。查阅相关资料获悉: a.四氯化硅遇水极易水解;
b.铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
沸点/℃ |
57.7 |
— |
315 |
— |
熔点/℃ |
-70.0 |
— |
— |
— |
升华温度/℃ |
— |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式 。
(2)装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;装置E中的h瓶需要冷却理由是 。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,含有铁、铝等元素的杂质。为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+ ,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原反应滴定,锰元素被还原为Mn2+。
①写出用KMnO4滴定Fe2+的离子方程式: ;
②滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),判断滴定终点的方法是 。
③某同学称取5.000g残留物,预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml试样溶液,用1.000×10-2mol· L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。若滴定前平视,滴定后俯视KMnO4液面,对测定结果有何影响 (填“偏高”、“偏低”、或“无影响”)
(共13分)下表是元素周期表的一部分, 针对表中的①~⑨种元素,填写下列空白:
主族 周期 |
ⅠA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
0族 |
2 |
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① |
② |
③ |
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3 |
④ |
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⑤ |
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⑥ |
⑦ |
⑧ |
4 |
⑨ |
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(1) 在这些元素中,化学性质最不活泼的是: (填具体元素符号,下同)。
(2) 在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是_______,碱性最强的化合物的电子式是:_____________。
(3) 最高价氧化物是两性氧化物的元素是_____ ____;写出它的氧化物与氢氧化钠反应的离子方程式_____ _________ _________ _________ _________ ____。
(4) 用电子式表示元素④与⑥的化合物的形成过程: ,该化合物属于 (填 “共价”或“离子”)化合物。
(5)表示①与⑦的化合物的电子式 ,该化合物是由
(填“极性”“非极性”)键形成的。
(6)写出元素⑦的单质与水反应的离子方程式
等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后,体积变成原体积的8/9(同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为( )
A.3∶4∶1 B.3∶3∶2 C.6∶7∶3 D.6∶9∶0
下列液体均处于25℃,有关叙述正确的是( )
A.某物质的溶液pH < 7,则该物质一定是酸或强酸弱碱盐
B.pH = 4.5的番茄汁中c(H+)是pH = 6.5的牛奶中c(H+)的100倍
C.AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
D.pH = 5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中,c(Na+) > c(CH3COO-)
某金属的硝酸盐受热分解时,生成NO2和O2的物质的量之比是2∶1,则在分解过程中金属元素的化合价是( )
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定