工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 |
B.混合气体的密度不变 |
C.混合气体的相对平均分子质量不变 |
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
E. 容器中气体的压强不再改变
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断该反应的△H__________0(填“>”、“="”" 或“<”);
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO) =" 0.2" mol/L,则CO的转化率为__________,此时的温度为__________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________。
a. 升温 b. 加入催化剂
c. 增加CO的浓度 d. 恒容下加入H2使容器内压强变大
e. 分离出甲醇 f. 恒容下加入惰性气体使容器内压强变大
(4)在250℃时,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量浓度见下表:
CO |
H2 |
CH3OH |
0.5 mol·L-1 |
2mol·L-1 |
6mol·L-1 |
此时反应的正、逆反应速率的关系是:v(正) v(逆)(填“>”、“="”" 或“<”)。
(5)如图1所示,甲为恒容密闭容器,乙为恒压密闭容器。在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的H2和CO,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生上述反应,并维持反应过程中温度不变。在图2中标出甲、乙两容器中CO的转化率随时间变化的对应图像(在图2相应曲线右侧的框格中分别标注“甲”、“乙”)。
纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。巳知A和B均为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
(1)某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如图所示,该同学所画的电子排布图违背了_______。
(2)ACl2分子中A的杂化类型为_______。
(3)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。已知金刚石中的C—C的键长为154.45pm,C60中C—C键长为145〜140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为此说法是否正确_______ (填“正确”或“不正确”),并阐述理由。
(4)科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。写出基态钾原子的价电子排布式,该物质中K原子和C60分子的个数比为_______。
(5)继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是_______,NCl3分子的价层电子对互斥理论模型为_______。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足 8电子稳定结构,则分子中π键的数目为_______
重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成份为FeO • Cr2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,涉及的主要反应是:
6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O
请回答下列问题:
(1)在反应器①中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Ai2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:________________。
(2) NaFeO2能强烈水解,在操作②生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:_______________。
(3)简要叙述操作③的目的:________________________。
(4)操作④中,酸化时,CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式:___________。
(5)称取重铬酸钾试样2. 5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入10mL2mol/LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),若刚达到滴定终点共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品重铬酸钾的纯度________________ (设整个过程中其它杂质不参与反应)。
已知氮元素有许多化合价,其化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5
(1)下表是硝酸与某种金属M在某些条件下反应所得还原产物的关系:
通过分析上表可得出的结论是:当硝酸与金属M反应时,________________。
金属锌与某浓度的硝酸反应时,无气体产生,则此化学反应中被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是________。
(2)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2-)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点,另外氨气含氢量高,不含碳,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体。其工作原理如图所示:
①该电池工作时的总反应为______ __
②固体氧化物作为电池工作的电解质,O2-移动方向为________(选填“由电极a向电极b”或“由电极b向电极a”)。
③该电池工作时,在接触面上发生的电极反应为________。
(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备 受到人们的关注。如图所示装置可用于制备N2O5,写出在电解池中生成N2O5的电极反应式________________。
在锌湿法冶炼过程中,会产生大量铜镉渣(主要含有Zn、Cd、Fe、Cu等),直接丢弃会造成环境污染,也是资源浪费,以下为回收处理铜镉渣制备硫酸锌晶体的工业流程:
已知:硫酸锌晶体易溶于水,难溶于酒精。
(1)加入硫酸的目的。
(2)硫酸不能溶出铜,加入锰粉是为了结合铁离子的变价来传递电子,将铜溶出,锰粉的主要成分为MnO2,相关方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+和。
(3)由硫酸锌溶液获得硫酸锌晶体,必要的操作方法为。
(4)制得的硫酸锌晶体需要洗涤,选择的试剂为,原因是。
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑨在表中的位置,
回答下列问题:
族 周期 |
IA |
0 |
||||||
1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
|
2 |
② |
③ |
④ |
|||||
3 |
⑤ |
⑨ |
⑥ |
⑦ |
⑧ |
(1)由①、②两种元素组成的相对分子质量为28的有机物的空间构型是,
该物质与溴水发生加成反应的化学方程式是。
(2)用电子式表示④的简单氢化物的形成过程如下:;
(3) 请设计实验比较元素⑥与⑨金属性的相对强弱:_;
(4) 用①元素的单质与④元素的单质可以制成电池,电池中装有KOH浓溶液,将多孔的惰性电极甲和乙浸入KOH溶液中,在甲极通入①的单质,乙极通入④的单质,则甲极的电极反应式为:。
(5)由表中①、③、④、⑥、⑧元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为,工业上常用单质⑥冶炼难熔的金属,写出氧化铁和单质⑥在高温下反应的化学方程式。