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热化学方程式C(s)+H
2
O(g)═CO(g)+H
2
(g)△H=131.3kJ?mol
-1
表示的意义为( )
A.碳与水反应吸收131.3 kJ的热量
B.1mol碳和1mol水反应吸收131.3 kJ的热量
C.1mol固态焦炭与1mol水蒸气反应产生一氧化碳气体和氢气,吸收131.3 kJ的热量
D.固态碳和气态水各1mol反应,放出131.3 kJ的热量
已知:298K时,2SO
2
(g)+O
2
(g)?2SO
3
(g)△H=-Q
1
kJ/mol,在相同温度下,向密闭容器中通入2molSO
2
和1molO
2
,达到平衡时放出热量Q
2
kJ,则下列关系式正确的是( )
A.无法比较
B.Q
1
<Q
2
C.Q
1
=Q
2
D.Q
1
>Q
2
下列说法不正确的是( )
A.任何化学反应都伴随有能量变化
B.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
C.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
D.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应
A.美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破.石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性.制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等.石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如右:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是
BD
BD
.
A.石墨烯的结构与金刚石相似
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合.
①钴原子在基态时,核外电子排布式为:
[Ar]3d
7
4s
2
[Ar]3d
7
4s
2
.
②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是
乙醇分子间可形成氢键,而氯乙烷分子间无氢键
乙醇分子间可形成氢键,而氯乙烷分子间无氢键
.
③右图是金与铜形成的金属互化物合金,它的化学式可表示为:
Cu
3
Au或AuCu
3
Cu
3
Au或AuCu
3
.
④含碳源中属于非极性分子的是
a、b、c
a、b、c
(a.甲烷 b.乙炔 c.苯 d.乙醇)
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有:
sp
3
和sp
2
sp
3
和sp
2
;酞菁铜分子中心离子的配位数为:
2
2
.
B.硫酸钾是重要的化工产品,生产方法很多,如曼海姆法、石膏两步转化法等.
(1)本实验中,采用抽滤方法,图中A、B两仪器名称分别为:
布氏漏斗
布氏漏斗
、
安全瓶
安全瓶
.
(2)在一部转化反应器中发生的反应为:CaSO
4
?2H
2
O+2NH
4
HCO
3
=(NH
4
)
2
SO
4
+CaCO
3
+CO
2
↑+3H
2
O,该步反应温度必须低于35℃,其主要目的是
防止NH
4
HCO
3
分解
防止NH
4
HCO
3
分解
无此空
无此空
.
(3)在两步转化反应器中发生反应的化学方程式为
(NH
4
)
2
SO
4
+2KCl=K
2
SO
4
+2NH
4
Cl
(NH
4
)
2
SO
4
+2KCl=K
2
SO
4
+2NH
4
Cl
无此空
无此空
.
(4)两步转化反应器中用乙二醇代替水作溶剂,其目的是
降低K
2
SO
4
溶解度
降低K
2
SO
4
溶解度
有利于K
2
SO
4
析出,提高产率
有利于K
2
SO
4
析出,提高产率
.
(5)磷石膏主要成分为二水硫酸钙(CaSO
4
?2H
2
O),还含有未分解的磷矿,未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁铝氧化物等,欲检验母液中含Fe
3+
,可用亚铁氰化钾溶液检验,该检验反应的离子方程式为:
Fe
3+
+K
+
+[Fe(CN)
6
]
4-
=KFe[Fe(CN)
6
]↓
Fe
3+
+K
+
+[Fe(CN)
6
]
4-
=KFe[Fe(CN)
6
]↓
.
(6)该法优点除K
2
SO
4
产率高外,再列举一个优点
原料得到充分利用
原料得到充分利用
同时得到副产品化肥等
同时得到副产品化肥等
.
据报道:美国海军科学家拟提取海水中溶解的二氧化碳,利用类似FT合成的方法生产短链不饱和烃,以作为汽油的替代品.研究发现,如果使用铁作催化剂,二氧化碳与氢气反应产生30%的甲烷,其余的短链烃可以被用来提炼燃料.
(1)为延缓全球温室效应,二氧化碳捕获和封存技术(CCS)是当今化学的前沿技术,下列通过化学反应捕获二氧化碳的反应,其原子利用率达100%的是
abd
abd
.
(a)CO
2
+CaO
600℃
.
CaCO
3
(b)K
2
CO
3
+CO
2
+H
2
O=2KHCO
3
(c)2Mg+CO
2
△
.
2MgO+C
(d)
(2)用二氧化碳合成烃,需要提供辅助原料氢气,下列制取氢气的方法可行且二氧化碳零排放的是
ad
ad
.
(a)用太阳能光解海水制氢 (b)利用天然气与水高温催化制氢
(c)利用活泼金属与海水反应制氢 (d)利用核反应堆多余的电能电解海水制氢
(3)所谓FT合成,就是CO在金属催化剂上催化氢化反应,生成以直链烷烃和烯烃为主的混合物的过程.CO
2
与H
2
合成汽油(平均组成设为C
8
H
18
)反应的化学方程式为:
8CO
2
+20H
2
催化剂
C
8
H
18
+16H
2
O
8CO
2
+20H
2
催化剂
C
8
H
18
+16H
2
O
.
(4)某文献报道:在300℃、30MPa,以Fe、CoCl
2
作催化剂条件下,CO
2
和H
2
反应生成丁烷和戊烷.
①假定在一实验容器中充入一定量的CO
2
和H
2
,加入催化剂,若CO
2
和H
2
转化率均为100%,产物只有丁烷和戊烷,n(H
2
)/n(CO
2
)=a,a取值范围为:
3.2<a<3.25
3.2<a<3.25
.
②据问题①,今有标准状况下的CO
2
448L,n(丁烷)/n(戊烷)=x,消耗H
2
的物质的量为y,则y=
260x+320
4x+5
260x+320
4x+5
(用x表示).
汽车尾气已经成为大气污染的主要污染源之一,某探究性学习小组的同学在一次社会实践中,到环保部门做了烟雾箱实验,他们起始时投入丙烯、NO及空气,用紫外线长时间照射气体,发生了一系列变化,用物质感应器数据采集器,通过计算机得出如图所示的变化曲线.结合曲线,试回答下列问题.
(1)该烟雾箱实验可模拟下列哪种二次污染产生的机理
b
b
.
(a)臭氧层破损坏 (b)光化学烟雾
(c)酸雨的形成 (d)白色污染
(2)0~100min内,平均反应速率最大的是:
NO
NO
(选填:C
3
H
6
、NO、NO
2
、醛、O
3
、PAN)
(3)已知:
,写出丙烯与臭氧作用生成醛的化学方程式(并配平)
CH
3
CH=CH
2
+2O
3
→CH
3
CHO+HCHO+2O
2
CH
3
CH=CH
2
+2O
3
→CH
3
CHO+HCHO+2O
2
.
(4)消除汽车尾气污染,喷NH
3
选择性催化还原是常用的一种方法.在950℃时喷NH
3
与NO反应而脱氮生成氮气,该反应的化学方程式为:
4NH
3
+6NO
950℃
.
5N
2
+6H
2
O
4NH
3
+6NO
950℃
.
5N
2
+6H
2
O
.
(5)2000K时,可以发生如下反应:
1/2N
2
+1/2O
2
?NO,K
1
1/2N
2
+O
2
?NO
2
,K
2
4NO?2NO
2
+N
2
,该反应的平衡常数K
3
=
K
2
2
K
1
4
K
2
2
K
1
4
(用K
1
、K
2
表示).
钛是继铁、铝后的第三金属,常温下钛的化学活性很小,仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用.但在较高温度下,钛可与多种单质和化合物发生反应.工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石(含TiO
2
大于96%)等为原料生产.
(1)由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:
①沸腾氯化炉中反应:TiO
2
(s)+2Cl
2
(g)=TiCl
4
(l)+O
2
(g),在常温下能否自发进行(已知该反应△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)
不能
不能
(选填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl
2
(g)=TiCl
4
(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl
2
(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
则TiCl
4
(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=
-970.2
-970.2
kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%~1.5%的盐酸洗涤,再用蒸馏水洗涤至中性,用盐酸洗涤的目的
除去其中过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物
除去其中过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物
.
(2)科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.试回答下列有关问题.
①TiO
2
直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如右图所示,
阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为:
TiO
2
+4e
-
=Ti+O
2-
TiO
2
+4e
-
=Ti+O
2-
.
②SOM技术是一种绿色环保先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开,阳极通入某种还原性气体,可防止CO、CO
2
污染物产生,通入的气体是
H
2
H
2
.
(3)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:
,下列说法正确的是
d
d
.
(a) 该反应正反应为的△H>0
(b) 在不同温度区域,TiI
4
的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I
2
的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I
2
的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.
由磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO
2
?nH
2
O)、磷及甲醇,下列工艺过程原料综合利用率高,废弃物少.
(1)上述反应中,属于置换反应的是
Ⅰ、Ⅲ
Ⅰ、Ⅲ
(选填:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ).
(2)已知SiHCl
3
的沸点为33.0℃,提纯SiHCl
3
适宜的方法是
分馏(蒸馏)
分馏(蒸馏)
.
(3)高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为:
Ca
3
(PO
4
)
2
+5C+3SiO
2
高温
.
3CaSiO
3
+2P+5CO↑
Ca
3
(PO
4
)
2
+5C+3SiO
2
高温
.
3CaSiO
3
+2P+5CO↑
;固体废弃物CaSiO
3
可用于
生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等
生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等
.
(4)反应Ⅲ需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行,其原因是
SiHCl
3
会水解,同时产生的H
2
与O
2
混合发生爆炸等
SiHCl
3
会水解,同时产生的H
2
与O
2
混合发生爆炸等
.
(5)CH
3
OH可用作燃料电池的燃料,在强酸性介质中,负极的电极反应式为
CH
3
OH+H
2
O-6e
-
=CO
2
+6H
+
CH
3
OH+H
2
O-6e
-
=CO
2
+6H
+
.
取一定量的PbI
2
固体用蒸馏水配成饱和溶液,量取25.00mLPbI
2
饱和溶液,分次慢慢加入交换柱,进行如下离子交换反应:Pb
2+
(aq)+2R-H(s)=R
2
Pb(s)+2H
+
(aq),用洁净的锥形瓶接流出液,待溶液流出后,再用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并放在锥形瓶中,加入指示剂,用0.0025mol/LNaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL.结合上述实验数据(已知lg2=0.3),下列有关说法正确的是( )
A.常温下,0.0025mol/LNaOH溶液 pH=11.4
B.在温度不变时,向PbI
2
饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI
2
的Ksp减小
C.温度不变,T时刻,向PbI
2
饱和溶液中加入少量KI浓溶液,离子浓度变化如图所示
D.本次实验测得的t℃PbI
2
的Ksp=4×10
-9
将3molNO放入密闭容器中,50℃时恒温加热,然后加压,气体总物质的量随压强变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.在X、Y两点,反应速率υ(X)=υ(Y)
B.压强小于10
7
Pa,主要发生的反应为:2NO=N
2
+O
2
C.X点→Y点,可能发生的反应为:2NO
2
(g)?2NO(g)+O
2
(g)
D.整个过程中可能发生的反应为:3NO=N
2
O+NO
2
,2NO
2
(g)?N
2
O
4
(g)
0
15868
15876
15882
15886
15892
15894
15898
15904
15906
15912
15918
15922
15924
15928
15934
15936
15942
15946
15948
15952
15954
15958
15960
15962
15963
15964
15966
15967
15968
15970
15972
15976
15978
15982
15984
15988
15994
15996
16002
16006
16008
16012
16018
16024
16026
16032
16036
16038
16044
16048
16054
16062
203614
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