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开发利用清洁能源具有广阔的开发和应用前景,可减少污染解决雾霾问题。甲醇是一种可再...

开发利用清洁能源具有广阔的开发和应用前景,可减少污染解决雾霾问题。甲醇是一种可再生的清洁能源一定条件下用COH2合成CH3OH:CO(g)+2H2 (g)满分5 manfen5.comCH3OH(g) H =-105 kJ·mol-1。向体积为2 L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2,测得不同温度下容器内的压强(P:kPa)随时间(min)的变化关系如下左图中、Ⅱ、Ⅲ曲线所示:

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(1)①Ⅱ和相比,改变的反应条件是                          

②反应在6 min时达到平衡,在此条件下从反应开始到达到平衡时v (CH3OH) =       

③反应Ⅱ在2 min时达到平衡,平衡常数K(Ⅱ)=                   。在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡Ⅱ时,再往容器中加入1 mol CO和3 mol CH3OH后v(正)_______ v (逆)。(填“>”“<”“=”),原因是:_______________________。

④比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1         T3(填“>”“<”“=”),判断的理由是________________________。

(2)某研究所组装的CH3OH﹣O2燃料电池的工作原理如图1所示。

①该电池负极的电极反应式为:                           

②以此电池作电源进行电解,装置如图2所示。发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生,其原因是       (用相关的离子方程式表示)。

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(1)① Ⅱ中使用催化剂(1分) ②1/8或者0.125 mol/(L.min)(2分) ③12 2分)=(1分)Q=2.25/0.75×(0.5)2=12=K,所以可逆反应达到平衡状态(2分) ④ > (1分)此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动(或者反应Ⅰ达平衡时所用的时间比反应Ⅲ达平衡时所用的时间短,化学反应速率快,故T1温度更高)(2分) (2)①CH3OH-6e-+ H2O= CO2↑+6H+ (2分) ②Al﹣3e-=Al3+、Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑(或者写总方程式也可以) (2分) 【解析】 试题分析:(1)①根据图像分析,Ⅰ和Ⅱ的平衡状态相同,Ⅱ到达平衡的时间短,化学反应速率快,所以Ⅱ和Ⅰ相比,改变的反应条件是Ⅱ中使用了催化剂; ②根据阿伏伽德罗定律,压强和物质的量成正比,所以(2+4):x=2:1,则x=3, CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) 起始的量 2 4 0 变化的量n 2n n 平衡的量2-n 4-2n n 2-n+4-2n+n=3 n=1.5 所以v (CH3OH) =1.5mol÷(2L×6min)= 0.125 mol/(L•min) ③Ⅰ和Ⅱ温度相同,化学平衡常数相同,则平衡常数K(Ⅱ)=0.75÷(0.25×0.52)=12;在上述反应达到平衡Ⅱ时,再往容器中加入1 mol CO和3 mol CH3OH,则Q=2.25/0.75×(0.5)2=12=K,所以可逆反应达到平衡状态,此时v(正)=v (逆)。 ④根据图像可知,反应Ⅰ达平衡时所用的时间比反应Ⅲ达平衡时所用的时间短,化学反应速率快,所以T1温度更高,则T1>T3。 (2)①根据燃料电池装置图,该电池的电解质是酸,甲醇失电子发生氧化反应,通入甲醇的电极是负极,则该电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+ H2O= CO2↑+6H+; ②在电解池中,金属铝为阳极,发生电极反应Al﹣3e-=Al3+,铝离子会和碳酸氢根离子之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,即Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以溶液逐渐变浑浊并有气泡产生。 考点:考查影响化学反应速率和化学平衡的因素,燃料电池的工作原理,电解池的工作原理等知识。  
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考点分析:
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氯化铁是常见的水处理剂,工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:

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(1)试写出吸收塔中吸收剂Q反应的离子方程式:                                    

(2)六水合氯化铁在水中的溶解度如下:

温度/℃

0

10

20

30

50

80

100

溶解度(g/100gH2O)

74.4

81.9

91.8

106.8

315.1

525.8

535.7

从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、                        、过滤、洗涤、干燥。再由FeCl3·6H2O晶体得到无水FeCl3的操作是:                       

(3)常温下,若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀,pH=4时,溶液中c(Fe3+)=     mol·L-1。(常温下Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38)。

4)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,写出SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式       

(5)向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀,写出该沉淀的化学         。请用平衡移动的原理,结合必要的离子方程式,对此现象作出解释              

 

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W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是

A.阴离子的半径:Z>Y

B.气态氢化物稳定性:Z>Y>X

C.氧化物的水化物的酸性:Z>Y

D.元素W、X、Z各自最高和最低化合价的代数和分别为0、2、6

 

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室温下,下列电解质溶液叙述正确的是

A.25 ℃时若1 mL pH=1的盐酸与100 mL 氨水溶液混合后,溶液的pH=7,则氨水溶液的pH=11

B.将0.2 mol·L-1盐酸与0.1 mol·L-1的KAlO2溶液等体积混合,溶液中离子浓度由小到大的顺序:

c(OH-)<c(H+)<c(Al3+)<c(K+)<c(Cl-)

C.pH相等的① NH4Cl ②(NH4)2SO4 NH4HSO4溶液:c(NH4)大小顺序为②>①>③

D.0.1mol/LNaHCO3溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合,所得溶液中:

c(Na)+c(H) = c(HCO3)+c(CO32-)+c(OH)

 

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下面表格中的实验操作、实验现象和结论均正确且相符的是

选项

实验操作

实验现象

结论

A

将浓硫酸滴到蔗糖表面

固体变黑膨胀

浓硫酸只表现脱水性

B

将盐酸滴入Na2CO3溶液中

有气泡产生

氯的非金属性比碳强

C

向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热,

在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验

试纸变蓝

原溶液中含有NH4+

D

SO2通入Ba(NO3)2溶液中

不会产生白色沉淀

BaSO3 溶于酸

 

 

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科学家设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示。下列说法不正确的是

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A.通入N2的电极发生的电极反应式为:N2+6e-+8H+=2NH4+

B.反应过程中溶液的pH会变大,故需要加入盐酸

C.该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极

D.通入H2的电极为负极,A为NH4Cl

 

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