科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下 与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知:H2(g)、CO(g)和CH3OH(1)的燃烧热△H分别为-285.8 kJ.
、一283.0 kJ
和一726.5.kJ
。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol H2O(1)消耗的能量是________kJ.
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为:
__________________________________________________________________________.
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,
考查温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:、
均大于300℃):
下列说法正确的是_______________(填序号)
①温度为时,从反应开始到反应达到平衡,生成甲醇的平均速率为:
②该反应在时的平衡常数比
时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系的温度从变到
,达到平衡时
增大
(4)在温度时,将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为a,则此时容器内的压强与起始压强之比为___________。
(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为___________________;正极的反应式为_____________________________________.理想状态下,该燃料电池消耗lmol甲醇所能产生的最大电能为701.8kJ,则该燃料电池的理论效率为_______________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一。消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ·mol-1
②CO(g)+1/2 O2(g)=CO2 (g)△H=-283kJ·mol-1
则汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应成无污染的气体的热化学方程式是_______________。
(2)在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。
已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(3)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:
①有害气体NO的转化率为__________,0~15min NO的平均速率v(NO)=__________mol/(L·min)。(保留两位有效数字)
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是________(选填序号)。
a.缩小容器体积b.增加CO的量
c.降低温度d.扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将______移动(选填“向左”、“向右”或“不”),移动后在达到平衡时的平衡常数的值是_______(保留两位有效数字)。
(4)汽车尾气中的SO2和过氧化氢可设计成酸性原电池,请写出它的正极反应的方程式__________。
元素X、Y、Z、W、M、N原子序数依次增大,X与M、W与N分别同主族,且元素X、Y、Z、W分属两个短周期,它们四者原子序数之和为22,最外层电子数之和为16,在化合物Y2X2、Z2X4、X2W2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是__________________________,X、Y、Z、W、M的原子半径由大到小的顺序为:_______________(用元素符号表示)。
(2)写出Y2X2的电子式____________;Z2X4结构式 _______________。
(3)X、Z、W形成的化合物,水溶液一定显酸性的盐是______________,其原因是_____________(用离子方程式表示),该物质所含化学键的类型是_____________。
(4)均含X、W、M、N四种元素的两种化合物相互反应有刺激性气味气体放出,反应的离子方程式为_______________。
(5)火箭发动机曾经利用Z2X4作燃料X2W2作助燃剂,产物环保无污染,写出二者反应的方程式___________________。
(6)写出N W2通入硝酸钡溶液中的离子方程式 ______________。
四种常见的短周期非金属元素在周期表中的相对位置如下所示,其中乙元素原子核外最外层电子数是其电子层数的三倍。
请用化学用语回答:
(1)丙在元素周期表中的位置___________________________
(2)丁单质的电子式___________________________________
(3)乙的两种常见单质分别是__________,_______________
(4)甲乙丙丁的气态氢化物水溶液显酸性的是(写化学式)________,________
(5)氢元素和乙组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是(写化学式)__________。此化合物可将碱性工业废水中CN-氧化为可溶性碳酸盐和氨,相应的离子方程式_________________
(6)电解丁的钠盐饱和溶液的离子方程式________________________________
(7)若甲的元素符号为X。已知①X2(g)+2O2(g)==X2O4(l) △H="-19.5KJ/mol" ②X2H4(l)+O2(g)==X2(g)+2H2O(g) △H=-534.2KJ/mol则液态X2H4和液态的X2O4反应生成气态X2和气态H2O的热化学方程式为______________________________________________________
回收利用印刷电路板上的铜制备铜的化合物,实现资源的再利用。
(1)回收利用印刷电路板上的铜制备CuCl2。
实验室模拟回收过程如下:
已知部分物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Cu(OH)2 |
4.4 |
8.0 |
请回答下列问题:
①步骤III的操作名称是。
②下列试剂中,可以作为试剂a的是。
A.HNO3溶液B.Fe2(SO4)3溶液C.FeCl3溶液
③若不加试剂b,直接加入试剂c调节溶液pH,是否可行?(填“是”或“否”),理由是。
(2)用H2O2和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜。
已知:2H2O2(l)=2H2O (l) +O2(g)△H1=-196kJ/mol
H2O(l)=H2(g) +1/2O2(g)△H2=+286kJ/mol
Cu(s) +H2SO4(aq)=CuSO4(aq) +H2(g)△H3=+64kJ/mol
则Cu(s) +H2O2(l) +H2SO4(aq) =CuSO4(aq) +2H2O(l) △H =。
(3)将反应Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O设计成原电池,其正极电极反应式是。
(4)若用硝酸和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜,假设印刷电路板中其他成分不与酸反应,欲制取3mol纯净的硫酸铜,需要0.5 mol/L的硝酸溶液的体积是L。
X、Y、Z、R为前四周期元素,原子序数依次增大。X、Y同周期,X基态原子的最外层电子数是次外层的2倍,Y基态原子的s能级和p能级上电子数相等;Z是地壳中含量最高的金属元素;R+离子的3d轨道全充满。
请回答下列问题:
(1)Z3+离子的核外电子排布式是。
(2)科学家成功地在高压下将XY2 转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,该晶体中X原子的杂化轨道类型是;X、Z、R的单质分别与足量Y2充分反应所得产物的熔点由高到低的顺序是。(填化学式)
(3)由Y、R形成的某化合物的晶胞结构如图所示,其化学式是。
(4)常温下,pH相同的NaZY2与Na2XY3两种溶液,物质的量浓度较大的是。(填化学式)
(5)将亚硫酸钠的水溶液逐滴加入RCl2的水溶液中,再加入少量浓盐酸混匀,得到难溶的白色沉淀RCl,该反应的离子方程式是。