25时,如果取0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因 (用离子方程式表示);
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+) 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的c(H+);(填>、<、=)
(3)求出混合液中下列算式的计算结果(填具体数字):
c (HA)+c (A-)= mol·L-1;
(4)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7 (填>、<、=);
(5)将相同温度下相同浓度的四种盐溶液:
A.NH4HCO3 B.NH4A C.(NH4)2SO4 D.NH4Cl
按pH由大到小的顺序排列 (填序号)
科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)目前合成氨的技术原理为:
该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是: 。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入2L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下发生如下反应:
5分钟后达到平衡,测得N2为0.2 mol,H2为0.6 mol,NH3为0.2 mol。氮气的平均反应速率v(N2)= ,H2的转化率为 ,该反应在此温度下的化学平衡常数为 。(后两空保留小数点后一位)
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是 。
A.向容器中按原比例再充入原料气 |
B.向容器中再充入惰性气体 |
C.改变反应的催化剂 |
D.液化生成物分离出氨 |
(2)1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为 。
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:
进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
此合成反应的a 0。(填“大于”、“小于”或“等于”)
微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体,将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如图所示。
已知石墨电极上反应为:
C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2+24H+
⑴电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。电池工作时质子移向电源的 极
铂碳上所发生的电极反应式为_____________。
⑵燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定的物质(如H转化为液态水,C转化为二氧化碳)所放出的热量。葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol,写出葡萄糖燃烧的热化学方程式 。
⑶化学需氧量(COD)是重要的水质指标,其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O所需消耗的氧气的质量。科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,该设想已经在实验室中获得成功。但如果1L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5.6kJ,就没有发电的必要。则下列污水中,不适合用微生物燃料电池发电的是 (填序号)。
序号 |
A |
B |
C |
D |
E |
污水类型 |
生活污水 |
印染 |
电镀 |
造纸 |
硫酸工业废水 |
COD值(mg/L) |
520 |
870 |
20 |
960 |
120 |
(12分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,其中a为电解质溶液, X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)X的电极名称是 (填写“阳极”或“阴极”)。
(2)若X、Y都是惰性电极,a是饱和食盐水,实验开始时,
同时在两边各滴入几滴酚酞试液,一段时间后,在X极附近
观察到的现象是 ,Y极上的电极反应为 。
(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,电解一段时间后,阳极上产生气体的体积为0.224L(标准状况下),则阴极上析出金属的质量为 g。
(4)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是 ,Y电极的材料是 。
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的方案是 。
方案 |
X |
Y |
a溶液 |
A |
银 |
石墨 |
AgNO3 |
B |
银 |
铁 |
AgNO3 |
C |
铁 |
银 |
Fe(NO3)3 |
D |
铁 |
银 |
AgNO3 |
科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ;
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________________________;
(3)在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇(CO2+3H2 CH3OH + H2O)
在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃);下列说法正确的是______(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,
生成甲醇的平均速率为v(CH3OH) =nA/tA mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)在T1温度时,将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为_________________________。
下图所示各物质是由1~20号元素中部分元素组成的单质或其化合物,图中部分反应条件未列出。已知C、H是无色有刺激性气味的气体,D是一种黄绿色的气体单质,物质J可用于泳池消毒。反应②和④是化工生产中重要反应,反应⑤是实验室制备气体C的重要方法。
请回答下列问题:
(1)物质E的电子式是__________;I中所含化学键类型为:____________________;气体D所含元素在周期表中的位置是____________________。
(2)G的水溶液呈__________性,用离子方程式表示其原因___________________________。
(3)写出E与过量I溶液反应原离子方程式______________________________。
(4)写出实验室制备气体C反应的化学方程式______________________________,干燥气体C可选用__________做干燥剂(填名称)。
(5)写出反应④的化学方程式__________________________________________________。
(6)反应③的现象为______________________________。
(7)已知含7.4g I的稀溶液与200mL 1 mol/L的H溶液反应放出11.56kJ的热量,
写出该反应的热化学方程式________________________________________。
(8)物质A由三种元素组成,1 molA与水反应可生成1 mol B和2 mol C,A化学式为______________________________。
有机物X是有机合成工业中一种重要的中间体。1mol有机物A发生银镜反应产生4molAg。X可以由有机物A经过一系列反应制得,也可由另一种有机物Y在一定条件下制得。合成路径如下图所示:
②Y分子中C、H、O(不含其它元素)的个数比为1:1:1,且Y的相对分子质量的范围在80-160之间。
③Y是一种二元酸,且能使Br2/CCl4褪色。
④E和X中都含有五元环。
请回答以下问题:
(1)请指出反应类型:反应②______________,反应⑤_____________。
(2)Y的分子式为_______________;X的结构简式为_______________。
(3)反应①和②的顺序不能调换,请简述理由__________________________________。
(4)化合物D在浓H2SO4催化作用下能生成一种高分子化合物,请写出该反应方程式
______________________________________________________。
(5)化合物D有许多同分异构体,其中同分异构体D1和D2都满足以下条件:分子中含有酯基结构,且D1和D2都是二元酸。请写出D1、D2的结构简式:_____________,
_____________。
(1)请将5种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的化学方程式。
________ + ________ → ________ + ________ + ________ + H2O
(2)反应物中发生氧化反应的物质__________,被还原的元素是_________。
(3)反应中1mol氧化剂_______(填“得到”或“失去”)________mol电子。
(4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中:
__________+__________→
A~G各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。请回答下列问题:
(1)物质C和E的名称分别为________________、__________________;
(2)可选用不同的A进行反应①,若能在常温下进行,其化学方程式为_____________;若只能在加热情况下进行,则反应物A应为_____________;
(3)反应②的离子方程式为_______________________________________;
(4)新配制的F溶液应加入_____________以防止其转化为G,离子方程式为_______________________________.检验G溶液中阳离子的常用试剂是_____________,实验现象为_______________________________。
W、X、Y、Z为短周期内除稀有气体外的4种元素,它们的原子序数依次增大,其中只有Y为金属元素。Y和W的最外层电子数相等。Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍。由此可知:
⑴写出元素符号:W为_____,X为____,Y为_____,Z为____。
⑵W2Z是由________键组成的分子,其电子式为___________。
⑶由Y、X、W组成的离子化合物的化学式为____________,其电子式为 。
已知烃B分子内C、H原子个数比为1︰2,相对分子质量为28,核磁共振氢谱显示分子中只有一种化学环境的氢原子,且有如下的转化关系:
(1)B的电子式是 。
(2)A可能属于下列哪类物质___________。
a.醇 b.卤代烃 c.酚 d.羧酸
(3)反应①是D与HCl按物质的量之比1︰1的加成反应,则D的分子式是___________。
反应②可表示为:G + NH3 → F + HCl (未配平),该反应配平后的化学方程式是(有机化合物均用结构简式表示):
化合物E(HOCH2CH2Cl)和 F [ HN(CH2CH3)2 ]是药品普鲁卡因合成的重要中间体,普鲁卡因的合成路线如下:(已知: )
(甲苯)
(4)甲的结构简式是 _________________。
(5)乙中有两种含氧官能团,反应③的化学方程式是:
(6)丙中官能团的名称是 。
(7)已知RCOOR,+H2O→RCOOH+ R,OH叫做水解反应,普鲁卡因有两种水解产物丁和戊。
① 戊与甲互为同分异构体,戊的结构简式是_____________________。
②D的红外光谱表明分子内除C—H键、C—C键外还含有两个C—O单键。则D与F在一定条件下反应生成丁的化学方程式是
A是一种红棕色金属氧化物,B、D是金属单质,J是一种不溶于水的白色化合物,受热容易分解成C。
(1)写出下列物质的化学式:
A: E: J: G:
(2)按要求写方程式:
①A与B生成C和D的化学方程式 。
②D转化为E的离子方程式: 。
③F在空气中转化为G的化学方程式: 。
④I转化为J的离子方程式: 。
用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:
甲:①称取一定量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL;
②用pH试纸测出该溶液的pH值,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL;
②分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,
即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是__________。
(2)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH____(选填<、>、=)1。
乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是_________。
a. 装盐酸溶液的试管放出H2的速率快。
b. 装HA溶液的试管放出H2的速率快。
c. 两个试管中产生H2的速率一样快。
(3)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。
________________________________________________________________________。