(共12分)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
Ⅰ.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3.25 mol H2,在一定条件下发生反应,测定CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度随时间变化如下图所示:
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率= mol/(L·min)
(2)该条件下CO2的转化率为 。
(3)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 | B.恒容时充入氮气 |
C.将水蒸气从体系中分离 | D.用更有效的催化剂 |
Ⅱ.下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
(1)M极的电极材料为 。
(2)加入乙醇的铂电极的电极反应式为 。
(3)在此过程中乙池中某一电极析出金属银4.32g时,此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中溶液的pH为 。
(4)若在常温常压下,1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量,表示该反应的热化学方程式为 。
南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题:
(1)该泉水属于硬水(填写“暂时”或“永久”)
(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,加入顺序为,原因是。
(3)目前常用阴、阳离子交换树脂来进行水的软化,如水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的起离子交换作用。当阴离子交换树脂失效后可放入溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl- 、Ca2+、Mg2+、
等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
阳离子交换膜是指(填A或B)。
磁材氧化铁的化学名称是氧化铁(Fe2O3),它是电子、电信工业的磁性材料,工业上采用生产钛白粉的下脚料(含大量FeSO4溶液)制备磁材氧化铁的步骤如下:
①向下脚料(含大量FeSO4溶液)中加入少量2 mo1·L-1叫H2SO4和铁皮;
②向①中所得溶液中加絮凝剂和水,经过滤除去吸附了杂质的絮凝剂;
③将②所得的滤液浓缩结晶得到晶体A;
④将晶体A溶于水,并加入NH4HCO3,产生CO2气体同时得到FeCO3沉淀和无色溶液C;
⑤将FeCO3沉淀洗涤、烘干并煅烧。(煅烧中的变化为:FeCO3="FeO+CO2↑;" 4FeO+O2="2" Fe2O3)
据上述信息回答下列问题:
(1)用18.4mo1·L-1的H2SO4配制500mL 2 mo1·L-1H2SO4,所需玻璃仪器除
mL量筒、玻璃棒、烧杯、500mI。容量瓶外,还需要。
(2)步骤①中2 mo1·L-1H2SO4和铁皮的作用分别为。
(3)晶体A的化学式为,检验溶液C中溶质阳离子的方法是。
(4)向溶液C中加入CaCl2溶液能得到CaSO4沉淀,常温下KSP(CaSO4)=9x10-6,常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
①a点对应的KSPc点对应的KSP填“大于”、“小于”或“等于”);
②若由b点变到a点下列措施可行的是。
A.加入适量CaCl2 | B.加入适量BaCl2. |
C.加人适量Na2SO4 | D.蒸发 |
A、B、C、D是常见不同主族的短周期元素,它们的原子序数逐渐增大,A元素原子最外层电子数是内层电子数的2倍;其中只有C是金属元素,且C元素原子最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半;B元素原子的最外层电子数比D元素原子最外层电子数少一个;E与D同主族,且E元素的非金属性比D强。
(1)写出A、B、E三种元素的元素符号:
A:B:E:。
(2)如图所示:以C和A的单质为电极材料,两池内的电解质溶液均为D的最高价氧化物对应的水化物。a中A为极,电池总反应的离子方程式为;b中A上的电极反应式为,一段时间后b中的pH(填“变大”、“变小”、或“不变”).
(3)工业利用CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
反应来制备合成氨的原料气,在1000℃下,用
高压水蒸气洗涤混合气体,再经过处理后即可直接作为合成氨的原料气。高温、高压处理的理由是。
(4)汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应N2(g)+O2(g) 2NO(g),这是导致汽车尾气中含有NO的原因之一,该反应在不同温度下的平衡常数K如下表:
温度 |
27℃ |
2000℃ |
K值 |
3.84×10-31 |
0.1 |
该反应为 反应(填“放热”、“吸热”);T℃时,该反应化学平衡常数K=1,当c(N2):c(O2):c2(NO)=1:1:l,则可逆反应的反应速率(v)应满足的关系为。
A.v(正)>v(逆) B.v(正)<v(逆)
C.v(正)=v(逆) D.无法确定
下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式。
血红素的结构式
回答下列问题:
⑴血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素,C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是 ▲,写出基态Fe原子的核外电子排布式 ▲。
⑵血红素中N原子的杂化方式为 ▲,在右图的方框内用“→”标出Fe2+的配位键。
⑶铁有δ、γ、α三种同素异形体,γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为 ▲,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为 ▲。
X()是合成某种手术用粘合剂的单体,X的合成路线如下:
已知:
请回答下列问题:
⑴由单体X合成所得高分子粘合剂的结构简式是 ▲。
⑵物质C中所含官能团的名称是 ▲。
⑶写出由A→B的反应方程式: ▲。
⑷C→D、D→E的反应顺序能否颠倒并说明理由 ▲。
⑸C→D、A+F→G的反应类型依次为 ▲、 ▲反应。
⑹F的同分异构体中,属于酯类且含有“-C≡C-”结构,除了CH3COOC≡CH、 HCOOC≡CCH3外,还有的结构简式为 ▲、 ▲。