“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4 = ____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1中以v (CO2) 表示的反应速率为 (取小数点后二位,下同)。
②该反应为 (填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K= 。
(3) 某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为 。
② 工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为 。
⑷CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)氯气工业上来源于氯碱工业,氯碱工业的化学方程式为
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO和H2,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3 kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0 kJ/mol,则该反应的热化学方程式为:__________;
(3)COCl2的分解反应为COCl2(g) Cl2(g) + CO(g)△H =" +108" kJ/mol。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线来示出):
①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________(保留小数点后两位数字)
②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度(T8)的高低:T(2)____T(8)(填“<”、 “>”或“=”);
③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2) = ______mol/L;
④比较产物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2-13)表示]的大小____________;
⑤反应物COCl2在5-6 min和15-16 min时平均反应速率的大小为:V(5-6) > V(15-16),原因是_______________。
日常饮用水中NO3一的含量是水质卫生检验的重要标准之一,达到一定浓度时会对人类健康产生危害,为了降低饮用水中NO3一的浓度,某兴趣小组提出如下方案:
请回答下列问题:
(1)该方案在调节pH时,若pH过大或过小都会造成的利用率降低。
(2)已知过滤后得到的滤液中几乎不含铝元素。①在溶液中铝粉和NO3一反应的离子方程式为。
②滤渣在空气中煅烧过程中涉及的相关反应方程式为
(3)用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3—的浓度,已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则催化还原法的离子方程式为。
(4)饮用水中的NO3-主要来自于NH4+。已知在微生物作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
试写出1 mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是。
(5)固体a熔融电解时阴极反应式为
磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。医药工业利用共沉淀原理,通过控制Ca/P物质的量比n(Ca)/n(P)]制备相应产品[Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2的n(Ca)/n(P)分别为1.67和15]流程如下:
(注:Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2和CaHPO4均难溶于水;Ca(H2 PO4)2溶液pH<7)
下表为n(Ca)/n(P)=1.5时,不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果:
(1)流程中强调“滴加速度100mL/45min的作用是。流程中调pH选氨水,不选生石灰或石灰乳的理由是。
(2)从表中数据分析生成Ca3(PO4)2时,“pH=x”中的x的最佳取值为,滤饼的化学成分Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2和CaHPO4和。
(3)酸性条件下产率偏低的原因是。
(4)“高温煅烧”滤饼,化学反应方程式为。
(5)如图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线,依据图上信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L,pH=10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为。
汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。
(1)某兴趣小组查阅文献获得如下信息:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)) △H=―483.6kJ/mol
则反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H=。
(2)该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H2还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯薄膜做电极]。
钯电极A为极,电极反应式为。
(3)氨法催化还原NO原理如下:
主反应:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) (△H <0)
副反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+ 4O2(g)2N2O(g)+6H2O(g)
4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)4N2O(g)+6H2O(g)
有关实验结论如图2、图3所示,据此回答以下问题:
①催化还原NO应控制n(NH3)/n(NO)的最佳值为,理由是。
②主反应平衡常数表达式:K=,随着温度的增加,K将(选填“增加”、 “减小”或“不变”。
③影响N2O生成率的因素有、氧气浓度和。
碳酸二甲酯(简称DMC)是一个绿色化学品,可取代光气等有毒物质作为羰基化或甲基化试剂,如:
(1)化合物II核磁共振氢谱有组峰;1mol该物质可以跟mol氢气发生加成反应。
(2)反应①中副产物甲醇发生催化氧化反应的方程式为。
(3)反应②原子利用率100%,则化合物Ⅲ的名称是。化合物Ⅳ的结构简式是,反应③的反应类型是。
(4)化合物V是化合物Ⅱ的一种同分异构体,其苯环上的一氯代物有两种,且能发生水解反应和银镜反应,则化合物V的结构简式为(写其中一种)。
(5)一定条件下,与DMC1∶1发生类似反应①的反应,请写出反应方程式。