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2013年12月17日,中国国土资源部召开新闻发布会,宣布在广东沿海珠江口盆地东...

2013年12月17日,中国国土资源部召开新闻发布会,宣布在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷既是清洁的燃料,也是重要的化工原料。

(1)甲烷和二氧化碳重整制合成气,对于温室气体的治理具有重大意义。

已知:CH4g+CO2g2COg+2H2gΔH=+247.3 kJ·mol-1

CH4gCs+ 2H2g ΔH=+75 kJ·mol-1

反应2COgCs+CO2g在一定条件下能自发进行的原因是      

合成甲醇的主要反应是:2H2g+COgCH3OHgΔH=-90.8 kJ·mol-1,T 下此反应的平衡常数为160。某时刻测得各组分的浓度如下:

比较此时正、逆反应速率的大小:v      v)(填“”、“”或“=”。生产过程中,合成气要进行循环,其目的是         

在一恒容密闭容器中,要提高反应2H2g+COgCH3OHg中CO的转化率,可以采取的措施是   

a.升温        

b.加入催化剂 

c.增加CO的浓度

d.加入H2     

e.加入惰性气体      

f.分离出甲醇

(2)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。

B极为电池          极,电极反应式为                   

若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100 mL 1 mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗甲烷的体积为                      标况下

 

(1)①ΔH<0 ②> 提高原料的利用率 ③df (2)①负 CH4 + 4O2--8e- CO2+ 2H2O ② 1.12 L 【解析】本题主要考查化学反应原理,意在考查考生在理解所学各部分化学知识的本质区别与内在联系的基础上,运用所掌握的知识进行必要的分析、类推或计算,解释、论证一些具体化学问题的能力。(1)①用已知的第二个反应减去第一个反应得:2CO(g)C(s)+CO2(g)ΔH=+75 kJ·mol-1-247.3 kJ·mol-1 =-172.3 kJ·mol-1。该反应的ΔH<0,是放热反应,而熵ΔS<0,所以在一定条件下能自发进行。②该时刻下=100<K=160,所以平衡正向移动,v(正)>v(逆)。因为反应是可逆反应,为了提高原料的利用率,合成气要进行循环。③升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小;使用催化剂,平衡不移动,CO的转化率不变;增加CO的浓度,CO的转化率减小;加入惰性气体,平衡不移动,CO的转化率不变。 (2)①B极通入的气体是甲烷,甲烷发生氧化反应,故B极是电池的负极。电池总反应为CH4+2O2CO2+2H2O,因为电解质是固体氧化物,所以正极O2发生还原反应生成O2-,电极反应式为O2+4e-2O2-,用总方程式减去正极反应式即得负极反应式。②电解CuSO4溶液时,阴极生成Cu,阳极生成O2。当Cu2+被电解完之后,水电离产生的H+即被还原为H2。0.1 mol Cu2+被还原时,阳极生成0.05 mol O2;此后再电解0.1 mol H2O时,生成0.1 mol H2和0.05 mol O2,两极收集到的气体体积相等。电路中一共转移0.4 mol电子,需要CH4的物质的量为0.4 mol/8 =0.05 mol,V(CH4)= 1.12 L。  
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【化学——选修5:有机化学基础】

有机物G分子式为C13H18O2是一种香料,如图是该香料的一种合成路线。

已知:

E能发生银镜反应,在一定条件下,1 mol E能与2 mol H2反应生成F;

R—CH===CH2 R—CH2CH2OH;

有机物D的摩尔质量为88 g·mol-1,其核磁共振氢谱有3组峰;

有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链。

回答下列问题:

(1)用系统命名法命名有机物B________________。

(2)E的结构简式为__________________________。

(3)C与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为________________________________________。

(4)已知有机物甲符合下列条件:为芳香族化合物;与F互为同分异构体;能被催化氧化成醛。符合上述条件的有机物甲有________种,写出一种满足苯环上有3个侧链,且核磁共振氢谱有5组峰,峰面积比为6:2:2:1:1的有机物的结构简式____________________。

(5)以丙烯等为原料合成D的路线如下:

X的结构简式为_______,步骤的反应条件为___________,步骤的反应类型为______。

 

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有机物A为烃类化合物,质谱图表明其相对分子质量为70,其相关反应如下图所示,其中B、D、E的结构中均含有2个—CH3,它们的核磁共振氢谱中均出现4个峰。请回答:

(1)B中所含官能团的名称为                ;D的分子式为             

(2)的反应类型为      (填字母序号)。

a.还原反应      b.加成反应       c.氧化反应       d.消去反应

(3)写出下列反应的化学方程式:

                                                    

(4)C和E可在一定条件下反应生成F,F为有香味的有机化合物,该反应的化学方程式为              

(5)A的同分异构体中有一对互为顺反异构,且结构中有2个—CH3,它们的结构简式为                           

(6)E的另一种同分异构体能发生银镜反应,能与足量金属钠生成氢气,不能发生消去反应,其结构简式为                              

 

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NaClNaClO在酸性条件下可发生反应:ClO-+ Cl-+2H+Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaClNaClO)的变质情况。

1)此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO2生成NaHCO3HClO而变质。写出化学反应方程式:                                

2)取适量消毒液放在试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。通过以下装置检验气体的成分,从而判断该消毒液是否变质。

限选试剂:98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0 mol·L-1KI-淀粉溶液、1.0 mol·L-1NaOH溶液、澄清石灰水、饱和NaCl溶液。

请完成下列实验方案。

所加试剂
 

预期现象和结论
 

向试管A中加足量①;
试管B中加1%品红溶液;
试管C中加
 

A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色,C中溶液变浑浊,则消毒液部分变质;
      ,则消毒液未变质;
      ,则消毒液完全变质。
 

 

3)用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。实验步骤如下:

量取 25.00 mL消毒液放入锥形瓶中,加入过量的a mol·L-1Na2SO3溶液b mL

滴定分析。将c mol·L-1的酸性KMnO4溶液装入      (填酸式碱式)滴定管中滴定,使KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色,且半分钟内红色保持不褪去时,停止滴定,记录数据。重复滴定实验3,测得平均消耗酸性KMnO4溶液V mL;滴定过程中涉及的反应有:NaClO+Na2SO3NaCl+Na2SO4 ;2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+3H2O

计算。消毒液中NaClO的浓度为  mol·L-1(用含abcV的代数式表示)。

 

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某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照表中所示方案完成实验。

实验编号

反应物

催化剂

10 mL 2% H2O2溶液

10 mL 5% H2O2溶液

10 mL 5% H2O2溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是

(2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为               

(3)实验的目的是                                       

实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2 稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是                                                

(4)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析图像能够得出的实验结论是                

 

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下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是

A.0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合:cN)>cCl-)>cOH-)>cH+

B.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液:cNa+)>cHC)>cC)>cH2CO3

C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积的 0.1 mol·L-1NaOH溶液:cC)>cHC)>cOH-)>cH+

D.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液:cHC+cH2CO3=cOH--cH+

 

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