欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暧,研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。请运用相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为:
___C+___K2Cr2O7+___—___CO2↑+ ___K2SO4+ ___Cr2(SO4)3+___H2O
①完成并配平上述化学方程式。
②在上述方程式上标出该反应电子转移的方向与数目。
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式________
②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为_____________________。
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
①该反应的平衡常数表达式为K_______。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的 ΔH_____0 (填“>”、“<”或“ =” )。
③在同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线 I、II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII(填“>”、“<”或“ = ”)。
(14分)阅读并完成以下各项内容:
SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg/L。
(1)酸雨是降水呈酸性(pH小于5.6)的统称,个别地方甚至低于2.1(食醋的pH=3)。引起酸雨的罪魁祸首是大气中的SO2和氮的氧化物。它们的主要来源是煤和石油的燃烧,全世界每年排放1.5亿吨的SO2。
①SO2可在空气中受光照等因素作用而被氧化,最终与雨水形成硫酸型酸雨。试写出这两个化学反应的方程式:________________ ,。
②汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气中都含有氮的氧化物,全世界每年排放量约为5×107 kg。NO2溶于水生成 ________和NO。
③酸雨可导致的危害有________(填序号)。
A.腐蚀建筑物 B.导致树木枯萎 C.造成洪涝灾害 D.恶化人类环境
④为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,对燃料中的硫化物进行________,对废气中的氮的氧化物用________吸收。
(2)某化学兴趣小组选用下图实验装置,测定工业原料气(含SO2、N2、O2)中SO2的含量(已知碘能氧化H2SO3,生成H2SO4)。
①若原料气从左向右流时,上述装置连接的顺序是:原料气→________ (用字母和箭头表示)。
②装置②中发生反应的离子方程式为:;
当装置②中出现________现象时,立即停止通气。
③你认为下列试剂中,可以用来代替试管中的碘的淀粉溶液的是________。
A.酸性KMnO4溶液 B.NaOH溶液 C.溴水 D.氨水
A、B、C、D、E、F六种短周期元素,A元素的离子焰色反应为黄色。5.8 g B的氢氧化物恰好能与100 mL 2 mol·L—1盐酸完全反应;B原子核中质子数和中子数相等。F2在黄绿色气体C2中燃烧产生苍白色火焰。D元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍;含E元素的化合物在自然界种类最多。
根据上述条件回答:
(1)C在周期表中的位置,其最高价为。A的原子结构示意图为;
(2)A、D形成淡黄色化合物,其电子式为,该物质含有的化学键类型为。
(3)C2与ADF溶液反应的离子方程式为:;
(4)用电子式表示BC2的形成过程。
(5) 元素D、E分别和F构成9e-微粒名称是、。
天然气是一种洁净环保的优质能源,天然气主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数。
(1)甲烷分子具有____________结构,其结构式是___________。
(2)天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,已知1mol甲烷完全燃烧生成CO2气体和水蒸气放出802KJ热量,则在相同条件下,1mol甲烷完全燃烧生成CO2气体和液态水,放出的热量________802KJ(填“>”、“=”或“<”)。
(3)通常情况下,甲烷比较稳定,但在特定条件下,甲烷也会发生某些反应,请写出甲烷在光照条件下与氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式___________________该反应属于______________(填反应类型)。
(4)在一定条件下甲烷也可用于燃料电池。若以KOH溶液为电解质溶液,甲烷燃料电池正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,则负极电极反应式为___________________;该电池工作过程中,溶液中OH-移向_____极。
把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示,回答下列问题:
(1)曲线由O →a段不产生氢气的原因是____________________________________________________________;
有关反应的化学方程式为
__________________________________________________;
(2)曲线a→c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_________________________;
(4)该反应若使用催化剂,可使H2产量增多吗?______(填“会”或“不会”)。
甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃。
(1)甲硅烷中含有的化学键是_________ ,其在固态时属于______晶体。
(2)已知室温下1 g甲硅烷自燃生成SiO2和水放出热量44.6 kJ,则其热化学方程式为_________ 。