【題目】如圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理。
(1)通過計算,可知系統(I)和系統(II)制氫的熱化學方程式分別為__________________ 、______________________,制得等量H2所需能量較少的是___________。
(2)H2S與CO2在高溫下發生反應:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時,將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中,反應平衡后水的物質的量分數為0.02。
①H2S的平衡轉化率a1=_____ %,反應平衡常數K =___________。
②在620K重復實驗,平衡后水的物質的量分數為0.03,H2S的轉化率a2 _____________a1,該反應的H __________0。(填“>” “<” 或“=”)
③向反應器中再分別充入下列氣體,能使H2S轉化率增大的是 _____ (填標號)。
A.H2S B.CO2 C.COS D.N2
【答案】H2O(l)=H2(g)+ 1/2O2(g) △H=+286 kJ/mol H2S(g)= H2(g)+S(s)△H=+20 kJ/mol 系統( II ) 2.5 2.8×10-3 > > B
【解析】
(1)系統中(I)最終是水分解制取氫氣,系統(I)最終是H2S分解為硫和氫氣。利用蓋斯定律,依據反應①H2SO4(aq)=SO2(g)+ H2O(l)+O2(g) △H1 =+327 kJ/mol、 ②SO2 (g)+I2(s)+2H2O(l) =2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=-151kJ/mol、③2HI(aq)=H2(g)+I2(s)△H3=+110 kJ/mol、④H2S(g) + H2SO4(aq)= S(s)+ SO2(g) +2H2O(l) △H4=+61 kJ/mol,將上述反應進行如下變形:①十②+③,整理可得系統( I )的熱化學方程式為H2O(l)=H2(g)+-O2(g) △H=+286 kJ/mol;②+③+④,整理可得系統( II )的熱化學方程式為H2S(g)= H2(g)+S(s)△H=+20 kJ/mol;
答案為:H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g)△H=+286 kJ/mol;H2S(g)= H2(g)+S(s)△H=+20 kJ/mol;系統( II );
(2)①由題意設H2S轉化的物質的量為x,
H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)
起始(mol)0.40 0.10 0 0
轉化(mol) x x x x
平衡(mol)0.40-x 0.10-x x x
已知反應平衡后水的物質的量分數為0.02,則 =0.02,解得x=0.01,故H2S的平衡轉化率a1=
×100%=2.5%;反應平衡常數K=
≈2.8×10-3;
答案為:2.5;2.8×10-3;
②水的物質的量分數增大,說明升高溫度平衡正向移動,則H2S的轉化率a2>a1,且正反應吸熱,即△H>0;
答案為:> ;>;
③A.充入H2S,濃度增大,平衡正向移動,H2S的轉化率減小,故A錯誤;
B.充入CO2,平衡正向移動,H2S的轉化率增大,故B正確;
C.充入COS ,平衡逆向移動,H2S的轉化率減小,故C錯誤;
D.充入N2,平衡不移動,H2S的轉化率不變,故D錯誤;
答案選B。
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【題目】[化學——選修3:物質結構與性質]碳及其化合物廣泛存在于自然界中,回答下列問題:
(1)處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用___________形象化描述。在基態原子中,核外存在______對自旋相反的電子。
(2)碳在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,原因是_____________。
(3)CS2分子中,共價鍵的類型有_____________,C原子的雜化軌道類型是_______,寫出兩個與CS2具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子_______________。
(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的熔點為253K,沸點為376K,其固體屬于_____晶體。
碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示:
①在石墨烯晶體中,每個C原子連接_____個六元環,每個六元環占有___個C原子。
②在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環也為六元環,每個C原子連接________個六元環,六元環中最多有________個C原子在同一平面。
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【題目】1-溴丙烷是一種重要的有機合成中間體,沸點為71℃,密度為1.36gcm-3.實驗室制備少量1-溴丙烷的主要步驟如下:
步驟1:在儀器A中加入攪拌磁子、12g正丙醇及20mL水,冰水冷卻下緩慢加入28mL濃H2SO4;冷卻至室溫,攪拌下加入24gNaBr。
步驟2:如圖所示搭建實驗裝置,緩慢加熱,直到無油狀物餾出為止。
步驟3:將餾出液轉入分液漏斗,分出有機相。
步驟4:將分出的有機相轉入分液漏斗,依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗滌,分液,得粗產品,進一步提純得1-溴丙烷。
(1)步驟1發生反應的方程式為______
(2)儀器A的名稱是______;加入攪拌磁子的目的是攪拌和______。
(3)反應時生成的主要有機副產物有______。
(4)反應過程中可以觀察到A的上方出現紅棕色氣體,其電子式為______。
(5)步驟2中需向接受瓶內加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是______。同時可以觀察到的現象是______。
(6)步驟4中三次洗滌分別洗去的主要雜質是①______②______③______。
(5)步驟4中②的Na2CO3溶液還可以用下列哪個試劑代替______
A. NaOH溶液 B. NaI溶液 C. Na2SO3溶液 D. CCl4
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【題目】我國化學侯德榜改革國外的純堿生產工藝,生產流程如圖所示,下列說法不正確的是( )
A. 在沉淀池中應先通入氨氣,再通入二氧化碳氣體
B. 該反應原理: NH3+CO2+H2O=HCO3-+NH4+
C. 循環1中X是二氧化碳
D. 在過濾后的母液中加入氯化鈉粉末、通入氨氣,攪拌,經冷卻結晶后可得氯化銨晶體
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【題目】用容量瓶配制一定物質的量濃度的NaCl溶液的實驗中,會使所配溶液濃度偏高的是
A. 稱量NaCl固體時砝碼上有雜質
B. 沒有洗滌溶解NaCl固體的燒杯和玻璃棒
C. 定容時加水加多了,用滴管吸出溶液至刻度線
D. 定容時仰視刻度線
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【題目】下列說法正確的是
A. 天然氣和沼氣的主要成分都是甲烷,它們都屬于不可再生能源
B. 煤的氣化和液化均屬于物理變化
C. 石油裂解的目的是為了得到更多的汽油
D. 用含糖類、淀粉比較多的農作物為原料,在催化劑作用下,經水解和細菌發酵制乙醇的過程屬于生物質能的利用
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【題目】為探究綠色固體X(含四種元素)的組成和性質,設計并完成如下實驗:
請回答:
(1) X的化學式是________。
(2) 綠色溶液C蒸干灼燒得到固體M,總反應的化學方程式是___________________________。
(3) 加熱條件氣體B能與氧氣發生置換反應,寫出該反應的化學方程式_____________________。
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【題目】(1)鐵釘在氯氣中被銹蝕為棕黃色物質FeCl3,而在鹽酸中生成淺綠色的FeCl2溶液。則在Cl2、Cl-、H+中,具有氧化性的是__,其中氧化性最強的是___。
(2)鹽酸在不同的反應中,可以分別表現出酸性、氧化性和還原性。現有如下三個反應,請寫出鹽酸在三個反應中,分別起何種作用:
①Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑__;
②2HClH2↑+Cl2↑__。
(3)化學實驗中,如使其步驟中的有害產物作為另一步驟的反應物,形成一個循環,就可不再向環境排放該種有害物質。例如圖中:
①在上述有編號的步驟中,需用還原劑的是__,需用氧化劑的是___。(填編號)
②完成步驟①的化學方程式,標出電子轉移的方向和數目:
Na2Cr2O7+6KI+14HCl=2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+___。___
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【題目】銀銅合金廣泛用于航空工業。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產品的工藝如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2受熱易分解成對應的氧化物,且開始分解的溫度分別為450℃和80℃)
(1)寫出渣料與稀硫酸反應的化學方程式:________________________。
(2)固體混合物A的組成為 、 。
(3)操作A的名稱為_______________。
(4)若銀銅合金中銅的質量分數為64%,理論上5.0 kg廢料中的銅可完全轉化為 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL—1的Al2(SO4)3溶液 L。
(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬晶體,其基本操作是 、 、過濾、干燥。
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