甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
⑴将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的转化率与温度、压强的关系如上图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的P1 P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为 。
③该反应的△H 0(填“<”、“>”或“=”)。
⑵在压强为0.1 MPa条件下,将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);△H<0……Ⅱ。
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=________、b=_______。
B.根据反应Ⅱ的特点,右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强Px=_________MPa。
钴及其化合物可作为一些化学合成的催化剂,亦用于油漆、颜料、玻璃、釉瓷及电极板等的制造。
(1)粉红色、不溶于水的Co(OH)2具有两性,其溶于盐酸的离子方程式为_ ,Co(OH)2在空气中慢慢被氧化为棕褐色的Co(OH)3,反应的化学方程式为______________________。
(2)CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价)可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。
①该催化剂中铁元素的化合价为_ 。
②两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化的曲线如图所示。由图中信息可知:_ 法制取得到的催化剂活性更高;Co2+、Ni2+两种离子中催化效果较好的是_ 。
(3) CoCl2常用作多彩水泥的添加剂,可用钴的氧化物(其中Co的化合价为+2、+3)制备,用480 mL 5 mol·L-1盐酸恰好将其完全溶解,得到CoCl2溶液和6.72 L(标准状况下)黄绿色气体。则该钴的氧化物的化学式为_ 。
二氧化锗一般由四氯化锗水解制得,被广泛用于制作高纯金属锗、化工催化剂及电子器件等。现以含锗烟尘(主要含GeO2、SiO2和ZnO)为原料可制备GeO2,其工艺流程图如下:
已知;GeO2是两性氧化物;GeCl4易水解,沸点为86.6 ℃。
(1)第①步滤渣的主要成分有_ (填化学式),第④步操作所需的玻璃仪器为锥形瓶、牛角管、温度计、酒精灯、冷凝管和_ 。
(2)第③步萃取时,锗的萃取率与(水相和有机相的体积比)的关系如图所示,从生产成本角度考虑,较适宜的
的值为_ 。
(3)第④步加入盐酸的作用_ (答两点即可)。
(4)第⑤步反应的化学方程式是_ 。
(5)检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是_
氮及其化合物在生产、生活中有极其重要的作用。
(1)我国长征系列运载火箭用肼(N2H4)作燃料。N2H4与NH3有相似的化学性质。
①写出肼与盐酸反应的离子方程式:____________。
②在火箭推进器中装有液态肼和双氧水,当它们混合时迅速反应生成氮气和水蒸气,写出反应的化学方程式:_ 。
③火箭发射时以肼为燃料,也可以用一氧化氮作氧化剂,反应过程中若转移2 mol电子,则消耗燃料肼的质量为_ 。
(2)汽车尾气中的氮氧化物是形成酸雨、酸雾的有毒气体之一,为了减少污染,可尝试使用汽车尾气净化装置,其原理如图所示。写出写出净化过程中总反应的化学方程式:_ 。
2015年8月12日天津港的爆炸事故中,有700 t氰化钠放在现场。NaCN为白色结晶颗粒(或粉末),熔点为563.7℃,沸点为1496℃,易溶于水,易水解,有剧毒。
回答下列问题:
(1)含NaCN的废液______________(填“能”或“不能”)直接排放。
(2)常温下,氰化钠能与双氧水反应,生成小苏打和某种碱性气体,大大降低其毒性,写出其反应的化学方程式:____ 。该反应中氧化剂的电子________________。
(3)常见合成氰化钠的反应有以下三步:
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①2Na + 2M ="===" 2NaNH2 + H2
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②2NaNH2 + C="====" Q+ 2H2↑
③Q+ C ="====" 2NaCN生态农业涉及农家肥料的综合利用。某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体8.96L(标准状况)。该气体通过盛有红色CuO粉末的硬质玻璃管,发生的反应为:CH4+4CuO=CO2↑+2H2O↑+4Cu。当甲烷完全反应后,硬质玻璃管的质量减轻了4.8g。将反应后气体通入足量的澄清Ca(OH)2溶液,充分吸收,生成沉淀10g。
(1)原混合气体的物质的量是____________;生成沉淀的摩尔质量是____________。
(2)求原混合气体中甲烷及氮气体积。