“低碳循环”已引起各国家的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化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:
___ 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2条件下平衡常数K= 。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时V正 V逆(填“<” ,“>” ,“=”)。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:____________
(4)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系 ;
(5)CO2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1×10-4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 mo1/L 。
I.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常数、投料比等问题。
已知:CO (g) +H2O(g)H2(g) +CO2(g)平衡常数K随温度的变化如下表:
回答下列问题
(1)该反应的平衡常数表达式K=______,ΔH=______0(填“<”、“>”、“=”)
(2)已知在一定温度下,CCs) +CO2(g)2C0 Cg)平衡常数K1;
C (s) +H2O(g)CO Cg) +H2(g)平衡常数K2
则K、K1 、K2,之间的关系是______:
(3)8000C时,向一个10L的恒容反应器中充入0.40molCO和1.60mol水蒸气,经一段时 间后反应达到平衡,此时CO的转化率为:若保持其他条件不变,向平衡体系中 再通入0.10molCO和0.40molCO2,此时v正______v逆 (填“>”、“=”或“<”)。
II.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。
(4) 向酸性KmnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液,当溶液中的KmnO4耗尽后,紫色溶液将褪去。为确保能观察到紫色褪去,H2C2O4与KmnO4初始的物质的量需要满足的关 系为n(H2C2O4): n(KMnO4) ______。
(5) 为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,该小组设计了如下实验方案
表中x= ______ml ,理由是______。
(6)已知50°C时,浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线如图示,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图 中画出25°C时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图。
铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁[Fe2(0H)n(S04)3-n/2]m是一种新型高效的水 处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂,某课题小组设 计如下方案制备上述两种产品:
请回答下列问题:
(1)若A为H20(g),可以得到Fe304,写出H2O的电子式:_______.
(2)若B为NaC103与稀硫酸,写出其氧化Fe2+的离子方程式(还原产物为Cl-):____。
(3)若C为KNO3和KOH的混合物,写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸鉀的化学方程式 并配平:
(4)为测定溶液I中铁元素的总含量,实验操作:准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶 中,加入足量H2O2,调节pH<3,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用0.1000mol.L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。
已知:
①写出滴定选用的指示剂______,滴定终点观察到的现象______:
②溶液丨中轶元素的总含量为______g.L-1。若滴定前溶液中H202没有除尽,所测定的铁元 素的含量将会______ (填“偏高” “偏低” “不变”)。
(5)设计实验方案,检验溶液I中的Fe2+和Fe3+______。
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
请回答下列问题:
(1)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量,对反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1的影响。实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示物质的量)
①图像中T2和T1的关系是:T2T1(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,N2的转化率最高的是(填字母)。
③要使反应后氨的百分含量最大,则在起始体系中原料投料比n(H2)/n(N2)3(填 “>”、“<”、“=”或“无法确定”)。若容器容积恒为1 L,起始状态n(H2)="3" mol,反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=。(结果保留小数点后两位)
(2)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
今有17 g氨气,假设其经催化氧化完全反应,生成一氧化氮气体和水蒸气,则该过程中所放出的热量为kJ。
(3)在装置②中,NH3和O2从145℃就开始下列反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如下图所示):
温度较低时生成为主,温度高于900℃时,NO产率下降的可能原因是。
Ⅰ铁盐、亚铁盐是实验室常用的药品。
请根据题意,完成下列填空:
(1)向酸化的FeCl3溶液中逐滴加入KI溶液,溶液变成棕褐色。该反应的离子方程式为。
(2)向酸化的FeSO4溶液中加几滴硫氰化钾溶液,没有什么明显变化,再滴加双氧水,溶液变红色。继续滴加双氧水,红色逐渐褪去,且有气泡产生。
写出上述变化中,有关反应的离子方程式:
①
②Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
③11H2O2+2SCN-=2SO42-+2CO2↑+N2↑+10H2O+2H+
若生成1mol N2,H2O2和SCN-的反应中转移电子的物质的量是mol。
(3)根据以上实验,推断Fe2+、I-和SCN-的还原性由强到弱的顺序为。
Ⅱ某课题组利用Fe粉和KNO3溶液反应,模拟地下水脱氮过程,探究脱氮原理。
(4)实验前:①先用0.1 mol·L-1H2SO4洗涤Fe粉,其目的是,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液通入(写化学式)。
(5)如图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH 随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应生成的阳离子分别是、。t1时刻后,该反应仍在进行,溶液中NH4+的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是。
氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)已知:
下列有关该反应的叙述正确的是
A.正反应活化能小于169.8kJ·mol-1 |
B.逆反应活化能一定小于169.8kJ·mol-1 |
C.正反应活化能不小于169.8kJ·mol-1 |
D.正反应活化能比逆反应活化能小169.8kJ·mol-1 |
(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是。
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系,如图1所示。在4000℃~5000℃时可能发生下列哪些反应(填写字母)。
(4)制取氢气的另一种方法是电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液,装置示意图见图2(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。该电解装置中电解排出液中的主要成分是(写化学式)。
(5)已知下列物质的KSP:
5.6×10-12;Ca(OH)2;1.4×10-5。氯碱工业中 电解饱和食盐水也能得到氢气,电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42—[c(SO42—)>c(Ca2+)]。某精制流程如下:
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是。
②过程I中将NH4+转化为N2的离子方程式是。
③过程II中除去的离子有。
④经过程III处理,需求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b,至多添加10%Na2SO3溶液kg(溶液体积变化忽略不计)