甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。
(1)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答:
①从反应开始到平衡,氢气的反应速率:v(H2)= 。
②能够说明该反应已达到平衡的是_________。
A.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
B.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗3molH2的同时生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.加入催化剂 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离 D.降低温度
④求此温度(T1)下该反应的平衡常数K1= (计算结果保留三位有效数字)。
⑤另在温度(T2)条件下测得平衡常数K2,已知T2>T1,则K2 (填“>”、“=”或“<”)K1。
(2)以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池(电池总反应式:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O),则充入CH3OH的电极为 极,充入O2的电极反应式 。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2
则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H= 。(用含△H1、△H2的式子表示)
常温下将0.01molNH4Cl和0.002molNaOH溶于水配成1L溶液。
⑴用化学用语表示该溶液中的三个平衡关系是:
①______________________________________;
②______________________________________;
③______________________________________。
⑵这些微粒中浓度为0.01mol/L的是________,浓度为0.002mol/L的是_________。
⑶物质的量之和为0.01mol的两种微粒是_________________。
⑷ _________和________两种微粒数量之和比OH-多0.008mol。
某溶液中含有SO42-、CO32-、OH-三种阴离子,如果只取一次溶液,分别将三种离子检验出来。
(1)先检验____ __,加入__ ___试剂;
(2)再检验___ ___,加入___ __试剂。
(3)最后检验______,加入_______试剂。
有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素,原子序数E<Q<T<X<Z。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,且第一电离能I1(E)<I1(T)<I1(Q),其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态,且QT2+与ET2互为等电子体。X为周期表前四周期中电负性最小的元素,Z为d区原子,且外围电子中有四对成对电子。
请回答下列问题(答题时如需表示具体元素,请用相应的元素符号):
(1)写出QT2+的电子式、基态Z原子的核外电子排布式。
(2)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物,其主要原因有。
(3)化合物甲由T、X两元素组成,其晶胞如图1,甲的化学式为。
(4)化合物乙的晶胞如图2,乙由E、Q两元素组成,硬度超过金刚石。
①乙的晶体类型为,其硬度超过金刚石的原因是。
②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式分别为。
有机物A只含碳、氢、氧三种元素,分子中碳、氢、氧原子个数比为7:10:3,A具有酸性;1molA需要1mol氢氧化钠完全中和;1molA可以和1molBr2加成,已测定A的相对分子质量不大于150。各有机物的转化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)写出A的结构简式。
(2)反应③的反应类型是。
(3)A—F六种物质中含有手性碳原子的是(用字母填写)。
(4)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式。
①能发生银镜反应 ②能发生水解反应 ③结构中无和环状结构
(5)写出一定条件下F生成高分子化合物的反应方程式。
(6)丙酮酸是E的最简单的同系物。
试以丙酮酸为原料合成乙二酸(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①合成过程中无机试剂任选;②合成路线流程图示例如下:
超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
2NO+2CO2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H0(填写“>”、“<”、“ = ”。
(2)前2s内的平均反应速率v (N2) = ___________________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数K =。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是。
A.选用更有效的催化剂 | B.升高反应体系的温度 |
C.降低反应体系的温度 | D.缩小容器的体积 |
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线是实验编号。