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所以該有機(jī)物的分子式為CH4 【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

甲醇是基礎(chǔ)有機(jī)化工原料和新型清潔燃料，廣泛用于制造各種燃料電池．工業(yè)上以甲烷和水蒸氣為原料制備甲醇，反應(yīng)過(guò)程如下．

反應(yīng)Ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₂ （△H₂＜0=
（1）圖1是反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行過(guò)程中的能量變化示意圖．根據(jù)圖象判斷，升高溫度，反應(yīng)I的平衡常數(shù)將

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）已知在催化劑和一定壓強(qiáng)下，反應(yīng)Ⅱ能自發(fā)進(jìn)行．在容積為1L的恒容容器中，分別研究在230℃、250℃和270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律．
圖2是上述三種溫度下不同的H₂和CO的起始組成比（起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol）與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，則曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是

；該溫度下上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為

．
（3）圖3甲是一種甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，甲醇提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2CH₃OH+3O₂

△

2CO₂+4H₂O．
①M(fèi)電極的電極反應(yīng)式為

．
②以上述電池做電源，用圖3乙所示裝置，在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)Al電極附近逐漸變渾濁并有氣泡逸出，原因是（用離子方程式表示）：

．Al電極應(yīng)接燃料電池的

（填“M”或“N”）極．
（4）合成甲醇時(shí)可選用CuCl為催化劑．CuCl是不溶于水的白色固體，制備時(shí)向CuCl₂溶液中加入過(guò)量銅粉，發(fā)生反應(yīng)CuCl₂+Cu═2CuCl．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)先加入濃鹽酸，發(fā)生反應(yīng)CuCl+HCl?H[CuCl₂]．反應(yīng)結(jié)束后將溶液倒入蒸餾水中有CuCl生成．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入濃鹽酸的目的是

．當(dāng)c（Cl^-）=2×10^-3mol?L^-1時(shí)，c（Cu⁺）=

mol?L^-1．已知：K_sp（CuCl）=1.7×10^-7．

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“C₁化學(xué)”是指以分子中只含一個(gè)碳原子的物質(zhì)為原料進(jìn)行物質(zhì)合成的化學(xué)。“C₁化學(xué)”對(duì)于緩解日益嚴(yán)重的能源危機(jī)、合理利用煤和天然氣等化石燃料、保護(hù)環(huán)境等都有非常重要的意義。合成氣(CO+H₂)是 “C₁化學(xué)”中的常用原料。
(1)煤氣化可生成合成氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________，用該方法生產(chǎn)合成氣的一個(gè)典型缺陷是___________。
(2)將甲烷氧化可制合成氣：CH₄(g)+1/2O₂(g)CO(g)+2H₂(g) △H=-35.6 kJ/mol。該反應(yīng)是_____（填“自發(fā)”或“非自發(fā)”）反應(yīng)。
(3)通過(guò)乙醇制取合成氣具有良好的應(yīng)用前景。由乙醇制取合成氣有如下兩條路線：
a．水蒸氣催化重整：CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g)→4H₂(g)+2CO(g) △H=+255.58 kJ/mol
b．部分催化氧化：CH₃CH₂OH(g)+1/2O₂(g)→ 3H₂(g)+2CO(g) △H=+13.76 kJ/mol
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是____。
A．從原料消耗的角度來(lái)看，a路線制氫更有價(jià)值
B．從能量消耗的角度來(lái)看，b路線制氫更加有利
C．a(chǎn)路線制氫由于要消耗很多能量，所以在實(shí)際生產(chǎn)中意義不大
D．在以上兩個(gè)反應(yīng)中，原子利用率較高的是b反應(yīng)
(4)工業(yè)用合成氣制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下：

催化反應(yīng)室中(壓力2.0~ 10.0 MPa，溫度230~ 280℃)進(jìn)行下列反應(yīng)：
CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g) △H=-90.7 kJ/mol ①
2CH₃OH(g)

CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H = -23.5 kJ/mol ②
CO(g) +H₂O(g)

CO₂(g)+H₂(g) △H=-41.2 kJ/mol ③
①催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO(g)+3H₂(g)

CH₃OCH₃(g)+CO₂(g)的△H=_____。830℃ 時(shí)反應(yīng)③的K=1.0，則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K_______（填“>”、“<”或“=”）1.0。
②上述流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有____________。

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（1）將CO₂轉(zhuǎn)化成有機(jī)物可有效實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)．如：
①6CO₂+6H₂O

光合作用

C₆H₁₂O₆+6O₂
②CO₂+CH₄

催化劑

△

CH₃COOH
③2CO₂+6H₂

催化劑

△

CH₂=CH₂+4H₂O
對(duì)以上反應(yīng)的敘述，正確的是

．（填序號(hào)）
A．最節(jié)能的是反應(yīng)①
B．反應(yīng)②的原子利用率為100%
C．反應(yīng)②中的兩種反應(yīng)物都是可再生的天然物質(zhì)
D．反應(yīng)③是目前工業(yè)生產(chǎn)乙烯的最主要方法
（2）在一定條件下，科學(xué)家利用從煙道氣中分離出CO₂與太陽(yáng)能電池電解水產(chǎn)生的H₂合成甲醇，其過(guò)程如圖所示，試回答下列問(wèn)題：

①15～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱堿性（與NH₃溶于水的原理相似），上述合成線路中用作CO₂吸收劑．用離子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱堿性的原因：

HOCH₂CH₂NH₂+H₂O?HOCH₂CH₂NH₃⁺+OH^-

．
②CH₃OH（l）、H₂（g）的燃燒熱分別為：△H=-725.5kJ?mol^-1、△H=-285.8kJ?mol^-1，寫出工業(yè)上以CO₂（g）、H₂（g）合成CH₃OH（l）的熱化學(xué)方程式：

CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（l）+H₂O（l），△H=-131.9KJ/mol

．
③據(jù)報(bào)道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇也已成為現(xiàn)實(shí)：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），該反應(yīng)的△S

＜

（填“＞”、“=”或“＜”）0，根據(jù)反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，推得該反應(yīng)的△H

＜

（填“＞”、“=”或“＜”）0．

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（12分）

A.原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。

Ⅰ.已知A、B、C、D和E五種分子所含原子的數(shù)目依次為1、2、3、6和6，且都含有18個(gè)電子，又知B、C和D是由兩種元素的原子組成，且D分子中兩種原子個(gè)數(shù)比為1 :2。

請(qǐng)回答：

（1）組成A分子的原子的元素符號(hào)是；已知E是有毒的有機(jī)物，E的熔、沸點(diǎn)比CH₄的熔、沸點(diǎn)高，其主要原因是____________________________________。

（2）C的立體結(jié)構(gòu)呈 ____ 形，該分子屬于分子（填“極性”或“非極性”）；

（3）火箭中可充入四氧化二氮和D作為燃料反應(yīng)生成氮?dú)夂退摲磻?yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______ __________________ 。（不需要寫反應(yīng)條件）

Ⅱ.CO與N₂互為等電子體。

（4）CO的總鍵能大于N₂的總鍵能，但CO比N₂容易參加化學(xué)反應(yīng)。

根據(jù)下表數(shù)據(jù)，說(shuō)明CO比N₂活潑的原因是____________________________________。

		A－B	A=B	A≡B
CO	鍵能（kJ/mol）	357.7	798.9	1071.9
鍵能差值kJ/mol）	441.2 273
N₂	鍵能（kJ/mol）	154.8	418.4	941.7
鍵能差值kJ/mol）	263.6 523.3

（5）它們的分子中都包含___________個(gè)σ鍵，______________個(gè)π鍵。

（6）Fe、Co、Ni等金屬能與CO反應(yīng)的原因與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)。

Ni原子的價(jià)電子排布式為 _____ 。Fe(CO)₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為

－20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)₅晶體屬于 ____（填晶體類型）；Fe(CO)₅是配合物，配體是__________ 。

B．茶中含有多種有益于人體健康的成分，據(jù)測(cè)定茶葉中含有450種以上的有機(jī)成分與15種以上的元素。某化學(xué)研究小組欲探究茶葉中鈣元素的含量，設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)方案如下：（已知茶葉中的鋁、鐵元素對(duì)鈣離子的測(cè)定有影響）

步驟1：稱取500g干燥的茶葉，置于通風(fēng)櫥中，充分灼燒使茶葉灰化，再用研缽磨細(xì)后移入燒杯中，然后將200mL 1 mol·L^-1鹽酸加入灰中攪拌、過(guò)濾、洗滌。

步驟2：向步驟1所得濾液中逐滴加入稀氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至6～7左右，使鋁、鐵元素以氫氧化物的形式完全沉淀，再加熱煮沸30 min，加入7.95g無(wú)水碳酸鈉，充分?jǐn)嚢瑁恋硗耆螅^(guò)濾，洗滌，過(guò)濾后得到濾液和沉淀。

步驟3：將步驟2所得的濾液稀釋至500 mL，取其中的20.00 mL溶液以甲基橙作指示劑，用0.100mol·L^-1的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸的體積為20.00mL，計(jì)算結(jié)果。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

步驟 1中，使茶葉灰化時(shí)需要用到三角架、泥三角、酒精噴燈、 ___ 、 ____ 等儀器。

步驟2中，改用試劑 _______ (寫試劑名稱)來(lái)調(diào)節(jié)pH將更為方便；判斷沉淀已經(jīng)洗凈的方法是。

步驟3中，滴定過(guò)程中，眼睛應(yīng)注視 ____________________，被滴定的20 mL濾液中含CO₃²^－的物質(zhì)的量為 __ mol，試計(jì)算原500g茶葉中鈣離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 _______ ，計(jì)算過(guò)程如下：

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（12分）
A.原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。
Ⅰ.已知A、B、C、D和E五種分子所含原子的數(shù)目依次為1、2、3、6和6，且都含有18個(gè)電子，又知B、C和D是由兩種元素的原子組成，且D分子中兩種原子個(gè)數(shù)比為1 :2。
請(qǐng)回答：
（1）組成A分子的原子的元素符號(hào)是               ；已知E是有毒的有機(jī)物，E的熔、沸點(diǎn)比CH₄的熔、沸點(diǎn)高，其主要原因是____________________________________。
（2）C的立體結(jié)構(gòu)呈     ____ 形，該分子屬于     分子（填“極性”或“非極性”）；
（3）火箭中可充入四氧化二氮和D作為燃料反應(yīng)生成氮?dú)夂退摲磻?yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______                                         __________________。（不需要寫反應(yīng)條件）
Ⅱ.CO與N₂互為等電子體。
（4）CO的總鍵能大于N₂的總鍵能，但CO比N₂容易參加化學(xué)反應(yīng)。
根據(jù)下表數(shù)據(jù)，說(shuō)明CO比N₂活潑的原因是____________________________________。

		A－B	A=B	A≡B
CO	鍵能（kJ/mol）	357.7	798.9	1071.9
CO	鍵能差值kJ/mol）	441.2 273
N₂	鍵能（kJ/mol）	154.8	418.4	941.7
N₂	鍵能差值kJ/mol）	263.6 523.3

（5）它們的分子中都包含___________個(gè)σ鍵，______________個(gè)π鍵。
（6）Fe、Co、Ni等金屬能與CO反應(yīng)的原因與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)。
Ni原子的價(jià)電子排布式為                _____    。Fe(CO)₅常溫下呈液態(tài)，熔點(diǎn)為
－20.5℃，沸點(diǎn)為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可判斷Fe(CO)₅晶體屬于      ____（填晶體類型）；Fe(CO)₅是配合物，配體是__________           。
B．茶中含有多種有益于人體健康的成分，據(jù)測(cè)定茶葉中含有450種以上的有機(jī)成分與15種以上的元素。某化學(xué)研究小組欲探究茶葉中鈣元素的含量，設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)方案如下：（已知茶葉中的鋁、鐵元素對(duì)鈣離子的測(cè)定有影響）
步驟1：稱取500g干燥的茶葉，置于通風(fēng)櫥中，充分灼燒使茶葉灰化，再用研缽磨細(xì)后移入燒杯中，然后將200mL 1 mol·L^-1鹽酸加入灰中攪拌、過(guò)濾、洗滌。
步驟2：向步驟1所得濾液中逐滴加入稀氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至6～7左右，使鋁、鐵元素以氫氧化物的形式完全沉淀，再加熱煮沸30 min，加入7.95g無(wú)水碳酸鈉，充分?jǐn)嚢瑁恋硗耆螅^(guò)濾，洗滌，過(guò)濾后得到濾液和沉淀。
步驟3：將步驟2所得的濾液稀釋至500 mL，取其中的20.00 mL溶液以甲基橙作指示劑，用0.100mol·L^-1的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸的體積為20.00mL，計(jì)算結(jié)果。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
步驟 1中，使茶葉灰化時(shí)需要用到三角架、泥三角、酒精噴燈、    ___、  ____ 等儀器。
步驟2中，改用試劑           _______  (寫試劑名稱)來(lái)調(diào)節(jié)pH將更為方便；判斷沉淀已經(jīng)洗凈的方法是                                                            。
步驟3中，滴定過(guò)程中，眼睛應(yīng)注視                                          ____________________，被滴定的20 mL濾液中含CO₃²^－的物質(zhì)的量為          __  mol，試計(jì)算原500g茶葉中鈣離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為       _______   ，計(jì)算過(guò)程如下：

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一、1.AD 2.B 3.B 4.D 5.D 6.BC 7.C 8.A?

二、9.C₄H₁₀，C₉H₂₀或C₁₀H₈?

10.(1)CO、H₂，物質(zhì)的量相同，耗O₂的量相同?

(2)C₂H₅OH，CH₃―O―CH₃，必須是同分異構(gòu)體?

11.(1)CH≡CH，，(2)CH₄，CH₃OH