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CO2和CH4是两种重要的温窒气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值的化学品是...

CO2和CH4是两种重要的温窒气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。

(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ•mol-1

CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g)△H2=b kJ•mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3=c kJ•mol-1

反应CO2(g)+CH4(g)满分5 manfen5.com2CO(g)+2H2(g) 的△H=_________;

(2)在一密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol/L的CH4与CO2,在一定条件下发生上述反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图。

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①判断该反应的△H________0(填“>”“<”或“=”)

②压强P1、P2、P3、P4 由大到小的顺序为________________

③1100℃该反应的平衡常数为_________(保留小数点后一位)

④在不改变反应物用量的前提下,采取合理措施将Y点平衡体系转化为X点,在转化过程中,下列变化正确的是________(填序号)

a.v(正)一直增大   b.v(逆)一直增大

c.v(正)先减小后增大  d.v(逆)先减小后增大

(3)以Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。

①该反应的化学方程式为____________________

②将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的化学方程式为____________________

(4)以CO2为原料可以合成多种物质。

①利用FeO吸收CO2的化学方程式为:6 FeO+CO2=2Fe3O4+C,则反应中每生成1 mol Fe3O4,转移电子的物质的量为_______mol。

②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,在铜电极上CO2可转化为CH4,另一电极石墨连接电源的_____极,则该电解反应的总化学方程式为____________________。

 

(1)a+2b-2c(2)①> ②P4>P3>P2>P1 ③1.6 ④d (3)①CO2+CH4CH3COOH ②3Cu2Al2O4+32HNO3=6Cu(NO3)2+6Al(NO3)3+2NO↑+16H2O (4)① 2 ②CO2+2H2OCH4+2O2 【解析】 试题分析:(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=akJ•mol-1 ① CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=bkJ•mol-1 ② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=ckJ•mol-1 ③ 根据盖斯定律,由①+②×2-③×2得,CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=(a+2b-2c)kJ•mol-1; (2)①由图可知,压强一定时,温度越高甲烷的转化率越大,升高温度平衡向正反应进行,故正反应为吸热反应,即△H>0;②由图可知,温度一定时,甲烷的转化率α(P1)>α(P2)>α(P3)>α(P4),该反应正反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应进行,甲烷的转化率降低,故压强P4>P3>P2>P1;③由图可知,压强为P4、1100℃的条件下,达到平衡X点时甲烷的转化率为80%,甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%=0.08mol/L,则: CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g), 开始(mol/L):0.1 0.1 0 0 变化(mol/L):0.08 0.08 0.16 0.16 平衡(mol/L):0.02 0.02 0.16 0.16 故该温度下平衡常数k==1.6; ④由图可知,压强为P4、1100℃的条件下,到达平衡X点时甲烷的转化率为80%,Y点甲烷的转化率小于80%,反应向正反应进行,故在Y点v(正)>v(逆),在保持反应物的用量不变且温度不变的条件下,只能降低压强,反应向正方向进行,此时v(正)一直减小,v(逆)先减小后增大,故选d;(3)① CO2和CH4直接转化成乙酸,由反应物、生成物及质量守恒定律可知反应方程式为CO2+CH4CH3COOH;②Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中,发生氧化还原反应生成硝酸铜、硝酸铝、NO和水,化学反应为3Cu2Al2O4+32HNO3=6Cu(NO3)2+6Al(NO3)3+2NO↑+16H2O,(4)①该反应中每生成1molFe3O4,反应的二氧化碳物质的量为0.5mol,1mol二氧化碳反应转移电子4mol,0.5mol二氧化碳反应转移电子2mol,所以转移电子的物质的量2mol;②CO2在正极发生还原反应转化为甲烷,电极反应为:CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-,阳极上是氢氧根离子失电子的氧化反应,产生氧气,总的电解原理方程式为:CO2+2H2OCH4+2O2 考点:考查盖斯定律的应用、化学平衡的影响因素及平衡常数的计算、氧化还原反应及电解原理。  
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锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素,其化合物六水氯化锶(SrCl2·6H2O)是实验窒重要的分析试剂,工业上常用天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备,生成流程如下:

 

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已知:①经盐酸浸取后,溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还含有少量Ba2+杂质;

②SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10

③SrCl2•6H2O的摩尔质量为:267g/mol.

(1)天青石焙烧前先研磨粉碎,其目的是_________________

(2)隔绝空气高温焙烧,若0.5mol SrSO4中只有S被还原,转移了4mol电子.写出该反应的化学方程式_________________

(3)为了得到较纯的六水氯化锶晶体,过滤2后还需进行的两步操作是_________________

(4)加入硫酸的目的是_________________;为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于__________  mol/L(注:此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5 mol/L)。

(5)产品纯度检测:称取1.000g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO3 1.100×10-2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其它与Ag+反应的离子),待Cl-完全沉淀后,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.2000mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出①滴定反应达到终点的现象是_________________;

②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00mL,则产品中SrCl2•6H2O的质量百分含量为_______(保留4位有效数字)。

 

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肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N2H4·H2O)。

CO(NH2)+2NaOH+NaClO═Na2CO3+N2H4•H2O+NaCl

NaClO过量时,易发生N2H4•H2O+2NaClO═N2↑+2NaCl+3H2O

实验一:制备NaClO溶液.(实验装置如图1所示)

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(1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外,还有______________(填标号);

A.容量瓶      B.烧杯      C.烧瓶      D.玻璃棒

(2)锥形瓶中发生反应的化学方程式是______________;

实验二:制取水合肼.(实验装置如图2所示)

控制反应温度,将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应.加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集108~114℃馏分。

(已知:N2H4•H2O+2NaClO═N2↑+3H2O+2NaCl)

(3)分液漏斗中的溶液是_______(填标号);

A.CO(NH2)2溶液

B.NaOH和NaClO混合溶液

选择的理由是______________;

实验三:测定馏分中肼含量

称取馏分5.000g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250mL溶液,移出25.00mL,用0.1000mol•L-1的I2溶液滴定.滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。(已知:N2H4•H2O+2I2═N2↑+4HI+H2O)

(4)滴定过程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,用离子方程式解释其原因______________;

(5)实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL,馏分中水合肼(N2H4•H2O)的质量分数为___________;

 

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X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种不同主族短周期元素,已知四种元素原子的最外层电子数之和为12,X原子的半径最大,只有W是非金属元素。请回答:

(1)Y元素在周期表中的位置是_________________

(2)四种元素的简单离子中,半径最小的是______离子(填具体的离子符号)

(3)用化学方程式表示工业上获得X单质的方法是________________

(4)Z、W的最高价氧化物对应的水化物恰好反应得到溶液显______性,用离子方程式解释其原因_________

(5)0.1mol/L的X、W组成的化合物溶液中,离子浓度由大到小的顺序为__________

(6)甲是X元素最高价氧化物对应的水化物,将常温下pH=a的甲溶液加热至90℃,其pH值将______(填“增大”“减小”或“不变”)。

常温下,向1Lamol/L的醋酸溶液中加入bg甲固体,反应后溶液呈中性,则醋酸的电离常数Ka=_________(用含a、b字母的代数式表示,体积变化忽略不计)

 

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常温下,用惰性电极电解1L含足量KCl的溶液,若电路中通过amol电子的电量,则溶液的pH与n的关系是(设电解前后溶液的体积不变,生成的气体全部逸出)( 

A.pH=n        B.pH=-lgn         C.pH=14-lgn       D.pH=lgn+14

 

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如图所示装置Ⅰ是一种可充电池,装置Ⅱ为电解池,离子交换膜只允许Na+通过,充放电的化学方程式为Na2S4+3NaBr满分5 manfen5.com2Na2S2+NaBr3.闭合开关K时,b极附近先变红色.下列说法正确的是( 

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A.负极反应为4Na-4e-═4Na+

B.闭合K后,b电极附近的pH变小

C.当有0.01mol Na+通过离子交换膜时,b电极上析出标准状况下的气体112mL

D.闭合K后,a电极上产生的气体具有漂白性

 

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