二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的精细化工产品,被认为是二十一世纪最有潜力的燃料(已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)△H=-1455KJ/mol)。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段:
①甲醇液体在浓硫酸作用下或甲醇气体在催化作用下直接脱水制二甲醚;
②合成气CO与H2直合成二甲醚:
③天然气与水蒸气反应制备二甲醚。以CH4和H20为原料制备二甲醚和甲醇工业流程如下:
(1)写出CO(g)、H2(g)、O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式 。
(2)①方法中用甲醇液体与浓硫酸作用直接脱水制二甲醚,尽管产率高,但是逐步被淘汰的主要原因是 。
(3)在反应室2中,一定条件下发生反应在密闭容器中达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是____。
A.低温高压 | B.加催化剂 | C.增加CO浓度 | D.分离出二甲醚 |
(4)在反应室3中,在一定温度和压强条件下发生了反应:反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图所示,关于温度(T)和压强(P)的关系判断正确的是 .(填序号)。
(5)反应室1中发生反应:写出平衡常数的表达式: 。如果温度降低,该反应的平衡常数 。(填“不变”、
“变大”、“变小”)
(6)下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。则a电极的反应式为:_ ___。
某工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS),共同生产MnO2和Zn(干电池原料)。
已知:①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。
②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O MnO2+Zn+2H2SO4。
(1)A中属于还原产物的是。
(2)MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是;Ⅱ需要加热的原因是;C的化学式是。
(3)Ⅲ中发生的离子方程式为,;
(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是。
短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性;Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料;W是重要的“成盐元素”,主要以钠盐的形式存在于海水中。请回答:
(1)X氢化物的电子式是_________________________________________。
(2)X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时,溶液呈(填“酸”、“碱”或“中”)性,用离子方程式表示其原因是_____________________________________.
(3)Y—AgO电池是应用广泛的鱼雷电池,其原理如图所示。
该电池的负极反应式是___________________________________。
(4)Z和W比较,非金属性较弱的是_______________(填元素符号),下列不能验证这一结论的是________(填序号)。
a.元素在地壳中的含量
b.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1 mol H—Z或H—W键所需的能量
d.Z与W以共价键形成化合物时,Z或W显示的电性
亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等,亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应l”反应速率的措施有________________________(写出一条即可)。
(2)“反应2”的氧化剂是_____________,该反应的化学方程式为__________________。
(3)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是__________________。
(4)从“母液”中可回收的主要物质是__________________________。
(5)“冷却结晶”后经______________(填操作名称)即可获得粗产品。
氮是地球上含量丰富的一种元素,其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)一定温度下,在1L容积恒定的密闭容器中充入2 mol N2和8molH2并发生反应。10min达平衡,测得氨气的浓度为0.4 mol·L-1,此时氮气的转化率为________。若想提高氨气的产率,根据化学平衡移动原理,提出合理的建议______________(写出一条即可)。
(2)如图是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成lmol CO2(g)和1 mol NO(g)过程中能量变化示意图,请写出该反应的热化学方程式_____________________。
(3)在容积恒定的密闭容器中,进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
①该反应的平衡常数表达式:K=_____________;
②试判断K1__________K2(填写“>”“=”或“<”=;
③NH3(g)燃烧的方程式为:4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(l),已知:
H2(g)+O2(g)2H2O(l)△H=-483.6 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H=+67.8 kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.0 kJ/mol
请计算NH3(g)的燃烧热________kJ/mol。
一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为。
(2)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式____________________。
(3)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同,请写出在过程IV中起的作用是。
(4)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是______(填序号)。
A.c(Na+) = 2c(CO32-) |
B.c(Na+) > c(HCO3-) > c(CO32-) |
C.c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+) |
D.c(OH-) - c(H+) = c(HCO3-) + 2c(H2CO3) |
(5)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是______。