水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成:①甲醇 ②甲醛 ③甲酸 ④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放。
高三化学填空题中等难度题
水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成:①甲醇 ②甲醛 ③甲酸 ④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
一氧化碳和氢气是重要的化工原料,常用于合成甲醇、二甲醚、甲酸甲酯等有机物。
(1)已知的燃烧热分别是,则甲醇与一氧化碳催化合成乙酸的热化学方程式为_____________。
(2)有人设想将按下列反应除去,该反应能否自发进行______________(填“是”或“否”),依据是_____________。
(3)向体积可变的密闭容器中投入和,在不同条件下发生反应:。测得的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。
①该可逆反应的__________0(填>”、“<”或“=”)。a、b、c三点对应的平衡常数的大小关系是____________________。
②在恒温恒容条件下进行该反应,能表示反应达到平衡状态的是______________(填字母)。
a. CO的体积分数保持不变
b. 容器内混合气体的密度保持不变
c.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
d.单位时间内消耗CO的浓度等于生成的浓度
(4)在催化剂作用下,时分别进行反应:,,测得CO和的分压随时间的变化关系如图所示。起始时,体系中和相等、和相等。计算曲线a的反应在内的平均速率_______。时随时间变化关系的曲线是_______,时随时间变化关系的曲线是___________。
(5)一定条件下,与粉末状氢氧化钠反应生成甲酸钠。已知:常温时,甲酸的电离平衡常数。向的甲酸钠溶液中加入的盐酸,混合液呈__________性(填“酸”或“碱”),溶液中离子浓度从大到小的顺序为__________________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
(17分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
时间/min 物质 浓度 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CH4 | 0.2mol·L—1 | 0.13 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.09 mol·L—1 |
H2 | 0 mol·L—1 | 0.2 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.33 mol·L—1 |
①3—4min之间,化学平衡向___ ____反应方向移动(填“正”或“逆”)。
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,有机化学中通过酯化反应和水解反应的原理,可以进行苯甲酸甲酯的合成和皂化反应。有关物质的物理性质见下表所示:
苯甲酸 | 甲醇 | 苯甲酸甲酯 | |
熔点/℃ | 122.4 | -97 | -12.3 |
沸点/℃ | 249 | 64.3 | 199.6 |
密度/g.cm-3 | 1.2659 | 0.792 | 1.0888 |
水溶性 | 微溶 | 互溶 | 不溶 |
Ⅰ.苯甲酸甲酯的合成和提纯
相关的实验步骤为:
第一步:将过量的甲醇和苯甲酸混合加热发生酯化反应
第二步:水洗提纯
第三步:蒸馏提纯
(1)上述是合成和提纯的有关装置图,请写出合成和提纯苯甲酸甲酯的操作顺序(填字
母)________。
(2)C装置中除了装有15g苯甲酸和20mL过量的甲醇外还需要________,___ 。
(3)C装置中冷凝管的作用是________,A装置中固体Na2CO3作用是________。
Ⅱ.苯甲酸甲酯的皂化反应
G H I
(4)能说明G装置中反应完全的现象是________。
(5)在Ⅱ中得到白色固体的质量为5g。假设反应I和反应Ⅱ中:蒸馏提纯的效率为66.7%,加浓盐酸苯甲酸钠生成白色固体的转化率为80%,酯化反应中苯甲酸的转化率为X。其他步骤的转化效率为100%。则X==________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
(14分)CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。
I、甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张。利用CO可以合成甲醇。
(2)一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入α mol CO与2a mol H2合成甲醇平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①P1__P2(填“>”、“<”或“=”),理由是
②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K= (用a和V表示)
③该反应达到平衡时,反应物转化率的关系是:CO H2(填“>” 、“<” 或“=” )
④下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是 。(填写相应字母)
A、使用高效催化剂
B、降低反应温度
C、增大体系压强
D、不断将CH30H从反应混合物中分离出来
E、增加等物质的量的CO和H2
Ⅱ、某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池法:该小组设计的原电池原理如图所示。写出该电池负极的电极反应式 。
(4)电解法:该小组用Na2SO3溶液充分吸收S02得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如下图所示。
写出开始电解时阳极的电极反应式 。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料。CO和H2的混合气体俗称合成气,可以在一定条件下制备CH3OH。
(1)若在密闭容器中充入CO和H2,研究其它条件不变时温度对合成甲醇反应影响:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),实验结果如图所示。
①温度高低比较:T1____T2。
②下列判断正确的是______________。
A.该反应是放热反应
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.由 T1到T2,ΔS减小
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
③在T1温度时,将1.00molCO和2.00molH2充入1.00L恒容密闭容器中,充分反应达到平衡后,若容器内气体的压强减小到开始时的一半,此时CO的转化率为______________,平衡常数为________________。(填计算结果)
(2)在一个恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在不同时间测定的各成分物质的量浓度如下表:
时间 | 浓度(mol/L) | ||
c(CO) | c(H2) | c(CH3OH) | |
第0 min | 4.0 | 8.0 | 0 |
第10min | 3.8 | 7.6 | 0.2 |
第20min | 3.4 | 6.8 | 0.6 |
第30min | 3.4 | 6.8 | 0.6 |
第40min | 3.9 | 7.8 | 0.1 |
① CO的平均反应速率v(0min~10min)/ v(10min~20min)=________________。
② 若在第30min时改变了反应条件,改变的反应条件可能是______________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料。CO和H2的混合气体俗称合成气,可以在一定条件下制备CH3OH。
(1)若在密闭容器中充入CO和H2,研究其它条件不变时温度对合成甲醇反应影响:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),实验结果如图所示。
①温度高低比较:T1____T2。
②下列判断正确的是______________。
A.该反应是放热反应
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.由 T1到T2,ΔS减小
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
③在T1温度时,将1.00molCO和2.00molH2充入1.00L恒容密闭容器中,充分反应达到平衡后,若容器内气体的压强减小到开始时的一半,此时CO的转化率为______________,平衡常数为________________。(填计算结果)
(2)在一个恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在不同时间测定的各成分物质的量浓度如下表:
时间 | 浓度(mol/L) | ||
c(CO) | c(H2) | c(CH3OH) | |
第0 min | 4.0 | 8.0 | 0 |
第10min | 3.8 | 7.6 | 0.2 |
第20min | 3.4 | 6.8 | 0.6 |
第30min | 3.4 | 6.8 | 0.6 |
第40min | 3.9 | 7.8 | 0.1 |
① CO的平均反应速率v(0min~10min)/ v(10min~20min)=________________。
② 若在第30min时改变了反应条件,改变的反应条件可能是______________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
甲醇(CH3OH )是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。
(1)甲醇可以在铜作催化剂的条件下直接氧化成甲醛(HCHO)
①基态Cu原子的价层电子的轨道表达式为_____,其核外电子共占据_____个能级。
②甲醇和甲醛中碳原子的杂化方式分别为_____,其组成元素的电负性由小到大的顺序为________.
(2)在一定条件下,甲醇(沸点64.7℃)可转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3,佛点57.1℃)
①乙酸甲酯分子中心键和节键的个数之比为_________;
②甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离,工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水,理由为______________。
(3)科研团队通过皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管合成T一碳,T-碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子被- 一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代,如图所示。
①T-碳与金刚石互称为_________;一个T-碳晶胞中含有______个碳原子。
②T-碳的密度非常小,约为金刚石的一半。试计算T-碳晶胞的边长和金刚石品胞的边长之比为________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
CO、SO2是大气污染气体,利用化学反应是治理污染的重要方法。
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇:CO+2H2CH3OH(g)。一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
(1)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
①v逆(CO)=2v正(H2)
②c(CO)=c(CH3OH)
③混合气体的平均相对分子质量不变
④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH
(2)该反应在A点的平衡常数K_________(用a和V表示)。
(3)写出既能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施:________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(4)原电池原理:该小组设计的原理示意图(如图1所示),写出该电池正极的电极反应式_______。
(5)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸(原理如图2所示)。写出开始电解时阳极的电极反应式_______。
Ⅲ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,有着广泛的用途。用SO2可制Na2S2O3。某小组同学制备、预测并探究硫代硫酸钠的性质(反应均在溶液中进行)。
预测 | 实验操作 | 实验现象 | |
探究1 | Na2S2O3溶液呈碱性 | 把pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上 | pH=8 |
探究2 | Na2S2O3具有还原性 | 向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液 | 黄绿色颜色变浅,甚至褪去 |
(6)分析SO2能制备Na2S2O3的理论依据是_________。
(7)用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因_________。
(8)探究2反应的离子方程式为_________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
CO、SO2是大气污染气体,利用化学反应是治理污染的重要方法。
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇:CO+2H2CH3OH(g)。一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
(1)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
①v逆(CO)=2v正(H2)
②c(CO)=c(CH3OH)
③混合气体的平均相对分子质量不变
④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH
(2)该反应在A点的平衡常数K_________(用a和V表示)。
(3)写出既能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施:________。
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(4)原电池原理:该小组设计的原理示意图(如图1所示),写出该电池正极的电极反应式_______。
(5)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸(原理如图2所示)。写出开始电解时阳极的电极反应式_______。
Ⅲ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,有着广泛的用途。用SO2可制Na2S2O3。某小组同学制备、预测并探究硫代硫酸钠的性质(反应均在溶液中进行)。
预测 | 实验操作 | 实验现象 | |
探究1 | Na2S2O3溶液呈碱性 | 把pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上 | pH=8 |
探究2 | Na2S2O3具有还原性 | 向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液 | 黄绿色颜色变浅,甚至褪去 |
(6)分析SO2能制备Na2S2O3的理论依据是_________。
(7)用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因_________。
(8)探究2反应的离子方程式为_________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析