题目内容
【题目】实验室用燃烧法测定某固体有机物A的分子组成,测定装置如图所示(夹持仪器、酒精灯等已略去)。
取17.1gA放入装置中,通入过量燃烧,生成和,请回答下列有关问题:
(1)通入过量的目的是__________。
(2)C装置的作用是_______;D装置的作用是________。
(3)通过该实验,能否确定A中是否含有氧原子_______(填“能”或“不能”)。
(4)若A的摩尔质量为,C装置增重9.99g,D装置增重26.4g,则A的分子式为______。
(6)A可发生水解反应,A可水解生成2种互为同分异构体的产物,且这两种产物均为,则A在催化剂作用下水解的化学方程式为____________。
【答案】使有机物A充分燃烧 吸收A燃烧后生成的 吸收 A燃烧后生成的 能 C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)
【解析】
(1)有机物在氧气中燃烧生成二氧化碳和水;
(2)浓硫酸吸收水,碱石灰吸收二氧化碳;
(3)根据质量守恒计算判断;
(4)根据浓硫酸和碱石灰增重的质量可计算有机物生成的水和二氧化碳的物质的量,根据C元素、H元素守恒和O元素守恒可计算有机物中C、H、O元素的物质的量,进而计算各元素的物质的量之比,最终可计算有机物的分子式;
(5)A可发生水解反应,1mol A可水解生成2mol同分异构体,则A为蔗糖,蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
(1)燃烧法测定某固体有机物A的分子组成,要通入过量O2使有机物在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水,故答案为:使有机物A充分燃烧;
(2)C装置中的试剂为浓硫酸,用于吸收有机物燃烧生成的水,D装置中的试剂是碱石灰用于吸收有机物燃烧生成的二氧化碳,故答案为:吸收A燃烧后生成的H2O;吸收A燃烧后生成的CO2;
(3)通过浓硫酸增重的质量可以求出有机物中氢的质量,通过碱石灰增重的质量可以求出有机物中碳的质量,再根据A的质量判断是否有氧元素,故答案为:能;
(4)浓硫酸增重可知水的质量为9.99g,可计算出n(H2O)==0.555mol,n(H)=1.11mol,m(H)=1.11g;使碱石灰增重26.4g,可知二氧化碳质量为26.4g,n(C)=n(CO2)==0.6mol,m(C)=7.2g,m(C)+m(H)=8.31g,有机物的质量为17.1g,所以有机物中氧的质量为8.79g,n(O)==0.55mol,n(C)∶n(H)∶n(O)=0.6mol∶1.11mol∶0.55mol≈12∶22∶11,即实验式为C12H22O11,A的摩尔质量为342g/mol,所以分子式也为C12H22O11,故答案为:C12H22O11;
(5)A可发生水解反应,1mol A可水解生成2mol同分异构体,则A为蔗糖,蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,其在催化剂作用下水解的化学方程式为C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖),故答案为:C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)。
【题目】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(一)CO2的化学捕获:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3的Ka1=4.3×10﹣7;Ka2=5.6×10﹣11)
(2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___。
(二)CO2的综合利用
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:
反应Ⅰ.CH4(g)H+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1
已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示
物质 | H2(g) | CO(g) | CH4(g) |
标准燃烧热△H/kJmol﹣1 | ﹣285.8 | ﹣283.0 | ﹣890.3 |
则反应I的△H=___kJmol﹣1。
(2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO2和6moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图1。
①根据图1,下列说法不正确的是___。
A.反应Ⅱ的△H<0,△S<0
B.用Ir和Ce作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce
C.状态d时,v(正)<v(逆)
D.从状态b到d,α(CO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动
②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=___。
③若H2和CO2的物质的量之比为n:1,900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。_______
【题目】将0.1mol/LNa2SO3溶液先升温再降温,测定温度变化过程中的pH,数据如下:
时刻 | ① | ② | ③ | ④ |
温度/℃ | 25 | 30 | 40 | 25 |
pH | 9.66 | 9.52 | 9.37 | 9.25 |
(1)①时刻Na2SO3溶液中水的电离程度________同温下纯水中水的电离程度(填“>”、“<”或“=”);应用平衡原理解释该原因_______________________________。
(2)④的pH略小于①是由于_______________________________。
【题目】工业合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),对其研究如下:
(1)已知H—H键的键能为436 kJ·mol-1,N—H键的键能为391 kJ·mol-1,N≡N键的键能是945.6 kJ·mol-1,则上述反应的ΔH=_________________________。
(2)上述反应的平衡常数K的表达式为_______________________________。
若反应方程式改写为N2(g)+H2(g)NH3(g),在该温度下的平衡常数K1=_________(用K表示)。
(3)在773 K时,分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3)/mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
①该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1,则此时v正________(填“大于”、“小于”或“等于”)v逆。
②由上表中的实验数据计算得到“浓度时间”的关系可用下图中的曲线表示,表示c(N2)t的曲线是_____。在此温度下,若起始充入4 mol N2和12 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)t的曲线上相应的点为________________。