甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
⑴工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ/mol。
已知:2H2(g)+ O2(g)= 2H2O (l) △H=-571.6 kJ/mol
H2(g) +O2(g) = H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol
①H2的燃烧热为 ▲ kJ/mol。
②CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)的反应热△H= ▲ 。
③若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有 ▲ 。(填字母)
A.CO百分含量保持不变 |
B.容器中H2浓度与CO浓度相等 |
C.容器中混合气体的密度保持不变 |
D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等 |
⑵工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸汽重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是 ▲ 。
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2—ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为 ▲ ;在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)= ▲ 。
⑶在稀硫酸介质中,甲醇燃料电池负极发生的电极反应式为 ▲ 。
短周期元素A、X、D、E、R、T原子序数依次增大,原子结构及性质如表所示:
元素 |
结构及性质 |
A |
A的原子半径最小 |
X |
X原子最外层电子数是次外层的两倍 |
D |
D是短周期中金属性最强的元素 |
E |
E的最高价氧化物对应水化物是一种常见的两性氢氧化物 |
R |
R与X同主族 |
T |
T的负一价阴离子的核外电子排布与Ar原子相同 |
(1)R元素在周期表的位置是,化合物DT中存在的化学键是。
(2)写出E单质与NaOH溶液反应的离子方程式。
(3)1g X2A4 完全燃烧,恢复到常温时放出a kJ的热量,写出X2A4完全燃烧的热化学方程式。
(4)RT4极易水解生成两种酸,写出该反应的化学方程式。
(5)已知某温度下T的某一元含氧酸的Ka = 4.0×10-8,若一定浓度该酸的pH=4,则此溶液的物质的量浓度为。
H2O2在工业、农业、医药上都有广泛的用途。
(1)H2O2是二元弱酸,写出第一步的电离方程式,第二步的电离平衡常数表达式Ka2=。
(2)许多物质都可以做H2O2分解的催化剂。一种观点认为:在反应过程中催化剂先被H2O2氧化(或还原),后又被H2O2还原(或氧化)。下列物质都可做H2O2分解的催化剂,在反应过程中先被氧化,后被还原的是。
①I-②Fe3+③Cu2+④Fe2+
(3)用碱性氢氧燃料电池合成H2O2,具有效率高,无污染等特点。电池总反应为:
H2 + O2 + OH- = H2O + HO2-。写出正极反应式:。
(4)H2O2是一种环境友好的强氧化剂。电镀废水(主要含Cu2+、Ni2+,还含少量Fe3+、Fe2+、Cr3+ 等)制备硫酸镍的一种流程如下:
①第(ⅰ)步,加入H2O2反应的离子方程式。
②第(ⅱ)步,滤渣中的主要成分在医疗上的用途是。
③为测定NiSO4·n H2O的组成,进行如下实验:称取2.627g样品,配制成250.00 mL溶液。准确量取配制的溶液25.00 mL,用0.04000 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定Ni2+(离子方程式为Ni2++ H2Y2-=NiY2-+ 2H+),消耗EDTA标准溶液25.00 mL。则硫酸镍晶体的化学式为。
(1)硝酸是重要的工业原料。
①可用铝制容器存放浓硝酸的理由是;
②某硝酸厂处理尾气NO2的方法是:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)△H=-483 kJ·moL-1
N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g)△H=+68 kJ·moL-1
则H2还原NO2生成水蒸气的热化学方程式是:
。
(2)某研究小组以CaCl2和H2为原料制备+1价Ca的化合物,产物中只有甲和乙两种化合物。研究发现:化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%;化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题:
①乙的化学式为,甲与水反应可得H2,其化学方程式是:;
②写出由CaCl2通过化合反应制备CaCl的化学方程式:。
Q、W、X、Y、Z五种短周期元素,原子序数依次增大。Q在元素周期表中原子半径最小,W元素最高正价与最低负价代数和为0;Y与Q同主族;X、Z分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题:
(1)X、Z简单离子半径较大是(用离子符号表示)。
(2)由这五种元素中的若干种组成的化合物甲、乙、丙、丁在水溶液中有如下转化关系:,其中丙是溶于水显酸性的气体,丁是强碱。
①若乙常作为焙制糕点的发酵粉,则乙含有的化学键类型有;乙溶液中阳离子浓度之和阴离子浓度之和(填“>”、“=”或“<”)。
②若乙是难溶物,甲溶液与过量的丙生成乙的离子方程式为:。
某兴趣小组为探究沉淀溶解平衡的原理并测定某温度下PbI2溶度积常数,设计如下实验。
Ⅰ 取100mL蒸馏水,加入过量的PbI2固体(黄色),搅拌,静置,过滤到洁净的烧杯中,得到滤液。
(1)搅拌的目的是。
(2)取少量滤液于试管中,向其中滴加几滴0.1 mol·L-1KI溶液,观察到的现象是,溶液中c(Pb2+)(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ 准确量取10.00mL滤液,与离子交换树脂(RH)发生反应:2RH + Pb2+= R2Pb + 2H+,交换完成后,流出溶液用中和滴定法测得n(H+)=3.000×10-5 mol。
(3)在此实验温度下,PbI2的溶度积常数Ksp=。
(4)若步骤Ⅰ盛装滤液的烧杯中有少量水,Ksp测定结果将会(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。