2013年12月17日,中国国土资源部召开新闻发布会,宣布在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷既是清洁的燃料,也是重要的化工原料。
(1)甲烷和二氧化碳重整制合成气,对于温室气体的治理具有重大意义。
已知:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.3 kJ·mol-1
CH4(g)C(s)+ 2H2(g) ΔH=+75 kJ·mol-1
①反应2CO(g)C(s)+CO2(g)在一定条件下能自发进行的原因是 。
②合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH=-90.8 kJ·mol-1,T ℃下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下:
比较此时正、逆反应速率的大小:v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。
③在一恒容密闭容器中,要提高反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是 。
a.升温
b.加入催化剂
c.增加CO的浓度
d.加入H2
e.加入惰性气体
f.分离出甲醇
(2)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。
①B极为电池 极,电极反应式为 。
②若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗甲烷的体积为 (标况下)。
【化学——选修5:有机化学基础】
有机物G(分子式为C13H18O2)是一种香料,如图是该香料的一种合成路线。
已知:
①E能发生银镜反应,在一定条件下,1 mol E能与2 mol H2反应生成F;
②R—CH===CH2 R—CH2CH2OH;
③有机物D的摩尔质量为88 g·mol-1,其核磁共振氢谱有3组峰;
④有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链。
回答下列问题:
(1)用系统命名法命名有机物B________________。
(2)E的结构简式为__________________________。
(3)C与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为________________________________________。
(4)已知有机物甲符合下列条件:①为芳香族化合物;②与F互为同分异构体;③能被催化氧化成醛。符合上述条件的有机物甲有________种,写出一种满足苯环上有3个侧链,且核磁共振氢谱有5组峰,峰面积比为6:2:2:1:1的有机物的结构简式____________________。
(5)以丙烯等为原料合成D的路线如下:
X的结构简式为_______,步骤Ⅱ的反应条件为___________,步骤Ⅳ的反应类型为______。
有机物A为烃类化合物,质谱图表明其相对分子质量为70,其相关反应如下图所示,其中B、D、E的结构中均含有2个—CH3,它们的核磁共振氢谱中均出现4个峰。请回答:
(1)B中所含官能团的名称为 ;D的分子式为 。
(2)Ⅲ的反应类型为 (填字母序号)。
a.还原反应 b.加成反应 c.氧化反应 d.消去反应
(3)写出下列反应的化学方程式:
Ⅰ: ;Ⅱ: 。
(4)C和E可在一定条件下反应生成F,F为有香味的有机化合物,该反应的化学方程式为 。
(5)A的同分异构体中有一对互为顺反异构,且结构中有2个—CH3,它们的结构简式为 和 。
(6)E的另一种同分异构体能发生银镜反应,能与足量金属钠生成氢气,不能发生消去反应,其结构简式为 。
NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应:ClO-+ Cl-+2H+Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。
(1)此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO2生成NaHCO3和HClO而变质。写出化学反应方程式: 。
(2)取适量消毒液放在试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。通过以下装置检验气体的成分,从而判断该消毒液是否变质。
限选试剂:98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0 mol·L-1KI-淀粉溶液、1.0 mol·L-1NaOH溶液、澄清石灰水、饱和NaCl溶液。
请完成下列实验方案。
所加试剂 | 预期现象和结论 |
向试管A中加足量①; | 若A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色,C中溶液变浑浊,则消毒液部分变质; |
(3)用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。实验步骤如下:
①量取 25.00 mL消毒液放入锥形瓶中,加入过量的a mol·L-1Na2SO3溶液b mL。
②滴定分析。将c mol·L-1的酸性KMnO4溶液装入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中滴定,使KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色,且半分钟内红色保持不褪去时,停止滴定,记录数据。重复滴定实验3次,测得平均消耗酸性KMnO4溶液V mL;滴定过程中涉及的反应有:NaClO+Na2SO3NaCl+Na2SO4 ;2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+3H2O。
③计算。消毒液中NaClO的浓度为 mol·L-1(用含a、b、c、V的代数式表示)。
某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照表中所示方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 。
(2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为 。
(3)实验①和②的目的是 。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2 稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 。
(4)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析图像能够得出的实验结论是 。
下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合:c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积的 0.1 mol·L-1NaOH溶液:c(C)>c(HC)>c(OH-)>c(H+)
D.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液:c(HC)+c(H2CO3)=c(OH-)-c(H+)