以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1。 该反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
该反应的正反应为________(填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=________。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,达到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1 mol CO2和3 mol H2
某学生用0.2 mol·L-1标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
A.酸式滴定管准确量取25.00mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞试液
B.用标准氢氧化钠溶液润洗滴定管2~3次
C.把盛有标准氢氧化钠溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液
D.取标准氢氧化钠溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2~3mL处
E.调节液面至“0”或“0”刻度以下,记下读数
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准氢氧化钠溶液滴定至终点并记下滴定管的读数
回答下列问题:
(1)正确的操作顺序是:B、_______________、F(填序号)
(2)滴定结果如下:
| NaOH起始读数 | NaOH终点读数 |
第一次 | 0.10mL | 18.60mL |
第二次 | 20.20mL | 38.80mL |
根据以上数据可以计算出盐酸的物质的量浓度为_______________mol·L-1. (计算结果小数点后保留两位有效数字)
(3)达到滴定终点的标志是________________________________
(4)以下操作造成测定结果偏高的原因可能是___________________。
A. 取待测液时,未用待测夜润洗酸式滴定管
B. 滴定前读数时,俯视滴定管的刻度,其它操作均正确
C. 滴定管滴定前无气泡,滴定后有气泡
D. 滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
水溶液存在离子平衡,回答下列问题:
(1)Na2SO3水溶液呈________________(填“酸”、“中”、“碱”)性 ,原因是(用离子方程式):______________________________;
(2)已知T ℃时,纯水中c(OH‑)为10-6 mol·L-1,则
①该温度时0.1mol·L-1NaOH溶液pH为___________________。
②该温度下,将pH=2 的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液按体积比1:9混合(忽略溶液体积变化),所得混合溶液的pH为________
③该温度下,若1体积pH1=a的某强酸溶液与10体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性(忽略溶液体积变化),则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是___________。
(3)常温下,在25mL的氢氧化钠溶液中逐滴加入0.2mol·L-1醋酸溶液,滴定曲线如图所示。
①在B点,溶液中n(CH3COO-)为______________________________。
②在D点,c(CH3COO‑) _________ c(Na+) (填“<”、“>”或“=”)。
③常温下将0.02mol CH3COONa和0.01mol盐酸溶于水,配成1L混合溶液。写出溶液中各离子浓度的大小关系为___________________________。
(4)常温下,在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液,充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液pH为8时,c(Cu2+)=________。(已知常温时Cu(OH)2的Ksp=2.2×10-20)
在我们的日常生活中,电化学技术与我们密切相关。根据所学电化学知识,回答下列问题:
(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_____________。
A.CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g) △H<0
B.NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(l) △H<0
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H>0
(2)以熔融KCO3为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其负极反应式为______________________________。
(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与下图中电解池相连,其中,a为电解液,X和Y是两块电极板,则:
①若X和Y均为惰性电极,a为MgCl2溶液,则电解时的化学反应方程式为______________________________。
②若X和Y为惰性电极,a为CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.2mol Cu(OH)2粉末,恰好恢复电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为_________________。
③若X、Y分别为铁和铜,a为H2SO4溶液,则电解池的总反应式为___________________________。
(4)现有有一种新型的高能电池——钠硫电池(熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质),反应式为:2Na+xS Na2Sx,上述电解都是用该电池作电源(如图)该电池的正极反应为______________________。
能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。
(1)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l )的燃烧热△H分别为285.8kJ·mol1、283.0kJ·mol1和726.5kJ·mol1。请回答下列问题:
①写出表示H2燃烧热的热化学反应方程式____________________。
②甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_________________。
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) △H=-129.0kJ/mol
①将2.0mol CH4和1.0mol H2O(g)通入容积为2L的反应容器,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。在100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用CO表示该反应的平均反应速率为_________________。100℃时反应Ⅰ的平衡常数为_________________。
②工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g) CO(g)+2H2(g),请描述在其他条件不变时,温度对甲醇转化率的影响:____________________。
常温下有体积相同的四种溶液:①pH=3的CH3COOH溶液 ②pH=3的盐酸 ③pH=11的氨水 ④pH=11的NaOH溶液。下列说法正确的是( )
A.若将四种溶液稀释100倍,溶液pH大小顺序:③>④>②>①
B.③和④分别用等浓度的盐酸溶液中和,消耗盐酸溶液的体积:③=④
C.①与②分别与足量镁粉反应,收集等体积的H2所需要的时间:①>②
D.②和③混合,所得混合溶液的pH等于7