下列说法正确的是
A.淀粉、纤维素和油脂都是天然高分子化合物
B.石油的分馏、煤的干馏、石油的裂解都是化学变化
C.铝的还原性很强,铝热反应可以冶炼Fe、V、Cr等难熔化金属
D.工业上通过电解熔融的氯化物制取Na、Mg、Al三种金属
“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)一定温度下,在两个容积均为2 L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g) + 3H2(g) ⇌ CH3OH(g) + H2O(g) △H =﹣49.0 kJ/mol。相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) | 1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 |
平衡时能量变化 | 放出29.4 kJ | 吸收a kJ |
请回答:
①c1 c2(填“>”、“<”或“=”);a = 。
②若甲中反应10 s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是 mol/(L·s)。
(2)压强为p1时 ,向体积为1 L的密闭容器中充入b mol CO和2b mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g) ⇌ CH3OH(g)。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。请回答:
①该反应属于 (填“吸”或“放”)热反应;
p1 p2(填“>”、“<”或“=”)。
②100℃时,该反应的平衡常数K= (用含b的代数式表示)。
(3)治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) △H<0。在恒温恒容的密闭容器中通入n(NO):n(CO)=1:2的混合气体,发生上述反应。下列图像正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是 (选填字母)。
a b c d
Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途
(1)25℃时将氯气溶于水形成氯气-氯水体系,该体系中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图1所示。
①已知HClO的杀菌能力比ClO-强,由图分析,用氯气处理饮用水时,pH=7.5与 pH=6时杀菌效果强的是__________。
②氯气-氯水体系中,存在多个含氯元素的平衡关系,分别用平衡方程式表示为____________。
(2)ClO2是一种新的消毒剂,工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2,写出该反应的化学方程式____________。
(3)工业上还可用下列方法制备ClO2,在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3,然后与盐酸反应得到ClO2。电解时,NaClO3在_____极(填阴或阳)生成,生成ClO3–的电极反应式为__________________。
(4)一定条件下,在水溶液中 1 mol Cl–、1mol ClOx–(x=1,2,3,4)的能量大小与化合价的关系如图2所示
①从能量角度看,C、D、E中最不稳定的离子是 (填离子符号)。
②B → A + D反应的热化学方程式为 (用离子符号表示)。
以煤为主要原料可以制备乙二醇,相关工艺流程下:
(1)写出方法l在催化剂的条件下直接制取乙二醇的化学方程式____________________
(2)合成气在不同催化剂作用下,可以合成不同的物质。下列物质仅用合成气为原料就能得到且原子利用率为100%的是 ____ (填字母)。
A.草酸( HOOC-COOH) B.甲醇(CH3OH) C.尿素[CO(NH2)2]
(3)工业上还可以利用天然气(主要成分为CH4。)与C02反应制备合成气。已知:
则CH4与CO2生成合成气的热化学方程式为
(4)方法2:在恒容密闭容器中投入草酸二甲酯和H2发生如下反应:
为提高乙二醇的产量和速率,宜采用的措施是___________(填字母)。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大氢气浓度
(5)草酸二甲酯水解生成草酸:
①草酸是二元弱酸,可以制备(草酸氢钾),溶液呈酸性,用化学平衡原理解释: 。
②在一定的溶液中滴加NaOH溶液至中性。下列关系一定不正确的是 (填字母)。
A.
B.
C.
(6)乙二醇、空气在KOH溶液中构成燃料电池,加入乙二醇的电极为电源的 (填“正”或“负”)级,负极反应式为 。
某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验步骤及记录如下:
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20℃),搅拌,测量温度为T1 ;
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2 ;
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸(20℃),搅拌,测量温度T3。 得到表1的数据:表1
| T1/℃ | T2/℃ | T3/℃ |
Na2CO3 | 23.3 | 20.0 | 23.7 |
NaHCO3 | 18.5 | 20.0 | 20.8 |
回答下列问题:
(1)Na2CO3溶于水显碱性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(2)根据试题后的附表判断:
步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解_________________。
(3)分析表1的数据得出:Na2CO3固体溶于水__________,NaHCO3固体溶于水__________(填“放热”或“吸热”)。
(4)甲同学分析上述数据得出:Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验,并补做如下实验:向 盛 有10 mL水(20℃)的烧杯中加入10 mL ,搅拌,测量温度为22.2℃。
(5)结合上述探究,下列说法正确的是______________。
A.NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B.不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C.Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
(6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度,称取m1 g混合物,加热至质量不变时,称其质量为m2 g,则原混合物中NaHCO3的质量分数为____ _(用代数式表示)。
附表:溶解度表
温度 溶解度 | 10 ℃ | 20 ℃ | 30 ℃ | 40 ℃ |
Na2CO3 | 12.5 g | 21.5 g | 39.7 g | 40.0 g |
NaHCO3 | 8.1 g | 9.6 g | 11.1 g | 12.7 g |
工业上用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。反应的平衡常数如下表:
温度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常数 | 667 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
下列说法正确的是
A.该反应的△H> 0
B.加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率
C.工业上采用5 ×103 kPa和250℃的条件,其原因是原料气的转化率高
D.t℃时,向1 L密闭容器中投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,平衡时CO转化率为50%,则该温度时反应的平衡常数的数值为100