题目内容
【题目】(1)0.3mol NH3分子中所含原子数与__________________个H2O分子中所含原子数相等。
(2)在9.5g某二价金属的氯化物中含有0.2mol Cl-,该金属元素的相对原子质量为_______。
(3)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体为6.72L,质量为12g,此混合物中C和O原子个数比是_______ 。
【答案】2.408×1023 24 4∶7
【解析】
(1)根据N=nNA结合氨气、水分子结合计算;
(2)先根据化合物与氯离子间的关系计算氯化物的物质的量,根据M=计算其摩尔质量,摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量,从而确定该金属的原子量;
(3)设CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol,根据二者总体积、总质量列方程计算解答,然后根据C、O守恒分析。
(1) 0.3 mol NH3分子中所含原子数为0.3mol×NA/mol×4=1.2NA,要使H2O分子中所含原子数相等,则H2O分子数目为N(H2O)=1.2NA÷3=0.4NA=2.408×1023个;
(2)某二价金属的氯化物中氯化物的物质的量与氯离子的物质的量之比为1:2,由于Cl-的物质的量为0.2mol,则该氯化物的物质的量是0.1mol,所以该化合物的摩尔质量M==95g/mol;当摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量为95,金属的相对原子质量+35.5×2=95,所以该金属元素的相对原子质量为24;
(3)设混合气体中CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol,则: x+y==0.3mol,28x+44y=12g,解得x=0.075mol,y=0.225mol,则此混合物中含有C原子与O原子的物质的量的比为n(C):n(O)=(0.075mol +0.225mol ):(0.075mol +2×0.225mol )=4:7,根据n=可知混合气体中C、O原子个数比为4:7。
【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能符合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ/mol
C8H18 (1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH3=-5518kJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式________
(2)利用CO2及H2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:
甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-53.7 kJ·mol-1平衡常数 K1
乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H=+41.2 kJ·mol-1平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2和H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) | 综合选项 |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 | 71.6 | D |
由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1molCO和2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。图1为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。CO的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。
①0~5 min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为__________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。
③工业实际合成CH3OH生产中,采用图2中M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和化学平衡知识,同时考虑生产实际,说明选择该反应条件的理由_________________________。
【题目】碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:
ΔH=+88.6 kJ·mol-1
则M、N相比,较稳定的是__________。
(2)根据下列热化学方程式分析,C(s)的燃烧热△H等于_____________ (用△H1 、△H2、△H3表示)
C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g); △H1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g); △H2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H3
(3) 根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)===CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH=________。
化学键 | C—H | C—F | H—F | F—F |
键能/(kJ·mol-1) | 414 | 489 | 565 | 155 |
CH4的结构如图所示
(4)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________。
(5)将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s) =2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH= -1176 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为_____________。