(16分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)已知拆开1 mol H2、1 mol O2和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ;CH3OH(g)的燃烧热为627 kJ·mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l) ∆H= kJ·mol-1
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(l)
①该反应平衡常数表达式K= 。
②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的∆H 0,(填“>”或“<”)。
若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],则K将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,当下列物理量不再发生变化时,能表明上述可逆反应达到化学平衡的是 。
A.二氧化碳的浓度 B.容器中的压强
C.气体的密度 D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比
(3)向澄清的石灰水中通入CO2至溶液中的Ca2+刚好完全沉淀时,则溶液中c(CO32 -)= 。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
(4)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料的燃料电池为电源,以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液,装置如图所示:请写出电解过程中Y 电极附近观察到的现象 ;当燃料电池消耗2.8 L O2(标准状况下)时,计算此时:NaCl溶液的pH= (假设溶液的体积不变,气体全部从溶液中逸出)。
(14分)肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N2H4·H2O)。
CO(NH2)+2NaOH+NaClO = Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl
实验一:制备NaClO溶液
(1)将氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中,锥形瓶中发生反应的离子方程式是 ;
实验二:制取水合肼(实验装置如图所示)
控制反应温度,将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集108~114 ℃馏分。(已知:N2H4·H2O+2NaClO = N2↑+3H2O+2NaCl)
(2)分液漏斗中的溶液是 (填标号A或B);
A.NaOH和NaClO混合溶液
B.CO (NH2) 2溶液
选择的理由是 ;
实验三:测定馏分中肼含量
水合肼具有还原性,可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤:
a.称取馏分5.000 g,加入适量NaHCO3固体,经稀释、转移、定容等步骤,配制250 mL溶液。
b.移取25. 00 mL于锥形瓶中,加入10 mL水,摇匀.
c.用0.2000 mol/L碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失,滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准液的体积。
d.进一步操作与数据处理
(3)水合肼与碘溶液反应的化学方程式 ;滴定过程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是 ;
(4)滴定时,碘的标准溶液盛放在 滴定管中(选填:“酸式”或“碱式”) ;若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00 mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为 (保留三位有效数字);
(5)为获得更可靠的滴定结果,步骤d中进一步操作主要是: 。
25°C时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol/L的醋酸、醋酸钠混合溶液中,c(CH3COOH)、
c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列有关该溶液的叙述不正确的是
A.pH=5的溶液中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.由W点可以求出25°C时CH3COOH的电离常数
D.pH =4的溶液中:c(H+)+c(Na+)+c(CH3COOH)-c(OH-)=0.1 mol/L
将10.7 g Mg、Al和Fe组成的合金溶于足量的氢氧化钠溶液中,产生标准状况下3.36 L气体。另取等质量的合金溶于过量盐酸中,生成标准状况下7.84 L气体,向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液,得到沉淀物质的量为
A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.25 mol D.0.3 mol
下列离子方程式正确的是
A.以金属银为阳极电解饱和NaCl溶液:2Cl-+2H2O = H2↑+Cl2↑+2OH-
B.FeBr2溶液中通入足量的氯气:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
C.硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的双氧水Fe2++2H++H2O2=Fe3++2H2O
D.在通入过量SO2后的NaOH溶液中加足量的溴水(不考虑SO2的溶解):HSO3- +Br2+H2O=3H++2Br-+SO42 -
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.58 g乙烯和乙烷的混合气体中碳原子数目一定为4NA
B.用惰性电极电解CuSO4溶液后,如果加入0.1 mol Cu(OH)2能使溶液复原,则电路中转移电子的数目为0.2NA
C.142 g Na2SO4和Na2HPO4固体混合物中,阴阳离子总数为3NA
D.已知3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2↑ 如果有5 mol H2O参加氧化还原反应,则由水还原的BrF3分子数目为3NA