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CH4(其中C为-4价)既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。 (1)已知...

CH4(其中C为-4价)既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。

1)已知8.0gCH4完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出444.8kJ热量。若一定量的甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出1334.4kJ的热量,则需要标准状况下的氧气约___L

2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池,其工作原理如图甲所示,通入2.24L(已换算为标准状况)a气体时,通过质子交换膜转移的H+数目为___(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

3)在一定温度和催化剂作用下,CH4CO2可直接转化成乙酸,这是实现“减排”的一种研究方向。

①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图乙所示,则该反应的最佳温度应控制在___℃左右。

②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO2,难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,其反应的离子方程式为___

CH4还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4NOx反应转化为N2CO2H2O,若标准状况下8.96LCH4可处理22.4LNOx,则x值为___

 

67.2 0.8NA 250℃ 3CuAlO2+16H++NO3-=3Al3++3Cu2++NO↑+8H2O 1.6 【解析】 (1)已知8.0gCH4完全燃烧生成液体水放出444.8kJ热量,则1mol即16g燃烧放出的热量为kJ,现有一定量的甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出1334.4kJ的热量,甲烷的物质的量为mol=1.5mol,根据1mol甲烷完全燃烧需要2mol氧气,故1.5mol甲烷完全燃烧需要3mol氧气,故标况下氧气的体积为3mol22.4L/mol=67.2L,故答案为:67.2; (2)由图可知,通入气体a的一端发生氧化反应,故应通入甲烷,该极为负极,通入b为氧气,获得电子,酸性条件下结合氢离子生成水,负极电极反应式为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,正极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,当1mol甲烷反应时通过质子交换膜转移的H+为8mol,2.24L甲烷为0.1mol,故反应完通过质子交换膜转移的H+数目为0.8NA;故答案为:0.8NA; (3)①从图象可知:250℃时乙酸反应速率最大、催化活性,故选择250℃;故答案为:250℃; ②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,生成的盐为硝酸铝、硝酸铜,反应还有水生成,反应离子方程式为:3CuAlO2+16H++NO3-=NO↑+3Al3++3Cu2++8H2O;故答案为:3CuAlO2+16H++NO3-=NO↑+3Al3++3Cu2++8H2O; ③根据得失电子转移守恒,则:8.96L×[4-(-4)]=22.4L×2x,解得x=1.6;故答案为:1.6。
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考点分析:
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元素周期表是进行化学研究的重要工具,如图是元素周期表的一部分,其中①~⑨代表9种元素。请回答下列问题:

1)上述元素中最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是___(填物质的化学式)。

2)上述元素中最稳定的简单氢化物是___(填物质的化学式),请用电子式表示其形成过程:___;②④⑥形成的111型化合物的电子式为___

3)下列推断正确的是___(填选项字母)。

A.⑨的单质可能为白色固体

B.⑧的单质能与水剧烈反应生成氢气

C.①、⑥的简单氢化物之间反应的产物中既含离子键又含极性键

 

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一定条件下,恒容密闭容器中发生某可逆反应,ABC三种气体的物质的量浓度随时间的变化如图所示。请回答下列问题:

1)此反应的化学方程式为___

2)反应从开始至4min末,用A表示的平均反应速率为____

3t2的值___8(填大于等于小于),其原因是___

4)某同学经分析得出如下结论,其中正确的是___(填选项序号)。

①该反应在t1时刻达到了反应限度

②保持条件不变,延续足够长的时间,容器中将可能不存在A物质

③该反应达到了反应限度后物质B的质量将保持不变

④改变反应条件将可能改变反应的限度

 

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某兴趣小组用下列装置研究原电池的原理。

1)装置甲电键k断开时,装置中发生反应的离子方程式为___;电键k闭合时,C棒上的现象为___,电极反应式为___

2)装置乙是氢氧燃料电池构造示意图,其中通入氢气的一极为电池的___极(填),电极反应式为___

3)下列关于装置乙中原电池的总反应的说法正确的是___(填选项字母)。

A.该反应属于反应物总能量小于生成物总能量的反应

B.该反应断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量

C.该反应过程中既有非极性键的断裂又有非极性键的形成

 

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某实验小组利用稀硫酸与锌粒制取氢气的实验探究影响化学反应速率的因素,反应速率与反应时间的关系如图,请回答下列问题:

1t0~t1间反应速率增大的原因是___

2)若在t2时刻向溶液中加入少量CuSO4固体,反应速率明显加快,对此大家展开研究:

①有人认为是加入的SO42-催化了反应。他的观点___(填正确不正确)。如何设计实验加以证明?___

②有同学发现当加入较多CuSO4固体时,反应速率反而下降,可能的原因是___

3)如要加快t0时刻气体产生的速率,从反应物角度看,可采取的措施有___(至少答两种)

 

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阅读质疑解惑是重要的学习方法,请回答下列问题:

1)在元素周期表中氯元素与溴元素被置于同一主族,从原子结构分析,原因是___;氯元素与硫元素被置于同一周期,从原子结构分析,原因是___

2)甲同学将氯气通入硫化钠(Na2S)的溶液中,观察到产生淡黄色沉淀,反应的化学反应方程式为___,得出的结论是Cl-的还原性___S2-(填强于弱于)。

3)甲同学通过“FeCl3FeBr3溶液存在这一事实推测“FeI3溶液存在,但查阅资料后发现FeI3溶液不存在,可能的原因是___

4)甲同学将氟气通入氯化钠溶液并未出现溶液颜色明显变化的预测现象,可能的原因是___

 

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