石油化工专家闵恩泽院士获2007年度国家最高科学技术奖,他是石油化工技术自主创新的先行者和绿色化学的开拓者,他研制的多种石油炼制催化剂极大地降低了我国石油化工产品的成本。
⑴使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是 。
⑵“绿色化学工艺”的理想状态是反应物中原子利用率为100%。工业上,通过绿色化学工艺用CO、CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2=C(CH3)COOCH3,该不饱和脂肪链烃的名称为 。
⑶右图表示某石油炼制反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化示意图。试在答题纸对应的图像中用虚线表示在反应中使用催化剂后能量的变化情况。
⑷科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂,探究不同催化剂对石油裂解反应的催化性能。
石油气体 (一定温度) |
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催化反应器 |
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检 测 |
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尾气处理 |
①该探究实验的条件控制非常重要,检测装置中选择的检测试剂及必须注意的问题是 。
②从安全的角度考虑,本实验尾气处理的方法是 。
科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ;△H= +180.5kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ;△H=﹣905kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ;△H=﹣483.6kJ·mol-1
请写出氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气的热化学方程式:。
(2)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式:,科学家利用此原理,设计成氨气一氧气燃料电池,则通入氨气的电极是(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为。
(3)一定条件下,某密闭容器中发生反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。
①写出该反应的平衡常数表达式:K=。
②在一定体积的密闭容器中,为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动,下列措施中可采用的是(填字母代号)。
a.增大压强 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
Ⅰ.在体积为2 L的密闭容器中,充入lmol CO2和2.6mol H2,一定条件下发生反应:CO2 (g)+3 H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) ;△H=﹣49.0 kJ · mol-1。测得CO2和CH3OH (g)的浓度随时间变化如图所示:
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U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的六种常见元素。Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z3W4具有磁性。U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体。X的单质是一种金属,该金属在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。请回答下列问题:
(1)V的单质分子的结构式为_______;XW的电子式为________;Y元素在周期表中的位置是___。
(2)U元素形成的同素异形体的晶体类型可能是(填序号)。
① 原子晶体② 离子晶体③ 分子晶体④ 金属晶体
(3)U、V、W形成的10电子氢化物中,U、V的氢化物沸点较低的是(写化学式)___________;
V、W的氢化物分子结合H+能力较强的是(写化学式)______________。
(4)YW2气体通人BaCl2和HNO3的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体VW,有关反应的离子方程式为_________;由此可知VW和YW2还原性较强的是(写化学式)__________________。
银器皿日久表逐渐变成黑色,这是由于生成了Ag2S,有人设计了用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中与容器接触,放置一段时间,黑色就会褪去而不会损失。试回答:
在此原电池反应中,负极发生的反应为:__________________,正极反应为:________,反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,则原电池总反应方程式为:____________。
(1)铅蓄电池放电时发生下列反应负极:Pb+SO42--2e-=PbSO4正极:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,用该电池电解CuSO4溶液,当有纯铜1.6g析出时,铅蓄电池内消耗硫酸物质的量为_______。
(2)锌、溴蓄电池的充、放电的电池总反应为Zn+Br2Zn2++2Br-。下列各反应①Zn-2e-====Zn2+②Br2+2e-====2Br-③2Br--2e-====Br2④Zn2++2e-====Zn,其中充电时的阳极反应式为,放电时负极的反应式是。
(3)目前人们正研究开发一种高能电池一—钠硫电池,它是以熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β,,——Al2O3陶瓷作固体电解质,反应如下:2Na+xS Na2Sx,其正极反应式为,当外电路转移4mol电子时消耗硫单质的质量为。