生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主
(1)下列有关说法正确的是 。
a.生物质能,本质上能量来源于太阳能
b.由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能
c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气,主要成分是甲烷
(2)由生物质能获得的CO和H2,可以合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质。当两者1∶1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是 。
a.汽油 b.甲醇 c.甲醛 d.乙酸
(3)甲醇是一种重要的化工原料,工业上合成甲醇的反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1。
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
1molCO 、2molH2 |
1mol CH3OH |
2mol![]() |
CH3OH的浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
放出Q1 kJ |
吸收Q2 kJ |
放出Q3 kJ |
平衡常数 |
K1 |
K2 |
K3 |
反应物转化率 |
α1 |
α 2 |
α3 |
下列说法正确的是 。
a. c1=c2 b. 2Q1= Q3 c. K1=K3 d. α2+ α3< 100%
(4)在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚的反应为:
3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)
①若一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。则:①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)____v(逆)(填“ >”、“ < ”或“=”),理由是
。平衡时n(CH3OCH3)= mol。
②右图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
b电极是 极;a电极的反应式为 。
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅拌棒,可以上下搅动液体,装置如图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅拌棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为___________________。
(2)阴极上的电极反应式为____________________。
(3)原上层液体是____________。
(4)原下层液体是____________。
(5)搅拌引起溶质转移,此过程称为_______________。
描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。
酸或碱 |
电离平衡常数(Ka或Kb) |
CH3COOH |
1.8×10-5 |
HNO2 |
4.6×10-4 |
HCN |
5×10-10 |
HClO |
3×10-8 |
NH3·H2O |
1.8×10-5 |
难(微)溶物 |
溶度积常数(Ksp) |
BaSO4 |
1×10-10 |
BaCO3 |
2.6×10-9 |
CaSO4 |
7×10-5 |
CaCO3 |
5×10-9 |
表1表2
请回答下列问题:
(1)表1所给的四种酸中,酸性最弱的是________(用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离常数不变的操作是________(填字母序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈________(选填“酸性”、“中性”或“碱性”),该溶液中存在的各离子浓度大小关系是__________________________________________。
(3)物质的量之比为1∶1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子浓度从大到小的排列为________________________。
(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3.现有足量BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO物质的量浓度不小于0.01 mol·L-1,则溶液中CO物质的量浓度应≥______________。
甲醇应用于精细化工,塑料等领域,是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H2、CO和CO2等气体体系在催化剂条件下合成甲醇(CH3OH)。主要反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-91 kJ·mol—1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49 kJ·mol—1
副反应:③2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-206 kJ·mol—1
(1)写出反应②平衡常数的表达式。
(2)工业上可利用CH3OH(g)制备CH3OCH3(g),写出热化学方程式。
(3)生产中H2和CO按物质的量比为10:1投料,假设在反应容器中投入1molCO和10molH2在某温度下反应(只考虑反应①),达到平衡后,测得甲醇的物质的量分数为5%,计算CO转化率,写出计算过程。
(4)工业中常用甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在KOH(aq)介质中该电池负极的电极反应式。
按要求书写离子方程式:
(1)四氧化三铁溶于稀硝酸的化学方程式:___________________________________________
(2)偏铝酸钠溶液中通入过量CO2的离子方程式:_____________________________________
(3)制备漂白粉的化学方程式:_____________________________________________________
(4)氯仿与氯气在光照条件下反应的化学方程式:_____________________________________
(1)等体积的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧,转移的电子数之比是。
(2)将2.4mol某金属投入某酸溶液中,恰好完全反应,并产生7.2g氢气,则此金属化合价为。
(3)某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数,先后进行了三次实验,实验数据如下:
实验次数 项目 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
所取合金的质量/g |
20 |
20 |
40 |
所加稀硫酸的质量/g |
100 |
120 |
80 |
生成氢气的质量/g |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
①该合金中铁的质量分数是%(结果精确到1%)。
②本实验中所加稀硫酸的溶质的质量分数为%(结果精确到0.1%)。