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暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的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
请完成并配平上述化学方程式。
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是 _______;
A.随时将CH3OH与反应混合物分离 | B.降低反应温度 |
C.增大体系压强 | D.使用高效催化剂 |
②已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ;
③在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K = 。
元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是(填序号)。
a.
、
、
的熔点 b.
、
、
的氧化性
c.
、
、
的热稳定性 d.
、
、
的酸性
(3)工业上,通过如下转化可制得
晶体:
溶液
溶液
晶体
①完成I中反应的总化学方程式:□
+□
=□
+□。
②Ⅱ中转化的基本反应类型是,该反应过程能析出
晶体而无其它晶体析出的原因是。
(4)一定条件,在水溶液中1
、
(
=1,2,3,4)的能量(
)相对大小如右图所示。
①
是(填离子符号)。
②
反应的热化学方程式为(用离子符号表示)。
用
酸性溶液脱除
后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1
溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值:)
序号 |
电压/V |
阳极现象 |
检验阳极产物 |
I |
x≥a |
电极附近出现黄色,有气泡产生 |
有 、有 |
II |
a>x≥b |
电极附近出现黄色,无气泡产生 |
有
、无
|
III |
b>x>0 |
无明显变化 |
无
、无
|
(1)用KSCN溶液检验出
的现象是。
(2)I中,
产生的原因可能是
在阳极放电,生成的
将
氧化。写出有关反应的方程式。
(3)由II推测,
产生的原因还可能是
在阳极放电,原因是
具有性。
(4)II中虽未检测出
,但
在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的
溶液做对照实验,记录如下:
序号 |
电压/V |
阳极现象 |
检验阳极产物 |
IV |
a>x≥c |
无明显变化 |
有
|
V |
c>x≥b |
无明显变化 |
无
|
①NaCl溶液的浓度是mol/L。
②IV中检测Cl2的实验方法:。
③与II对比,得出的结论(写出两点):。
NH3经一系列反应可以得到HNO3,如下图所示。
(1)I中,
和
在催化剂作用下反应,其化学方程式是。
(2)II中,
。在其他条件相同时,分别测得
的平衡转化率在不同压强(
、
)下温度变化的曲线(如右图)。
①比较
、
的大小关系:。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是。
(3)III中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。
①已知:
下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。
②
与
、
化合的化学方程式是。
(4)IV中,电解
制备
,其工作原理如右图所示,为使电解产物全部转化为
,需补充物质
,
是,说明理由:。
顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料
以及杀菌剂
的合成路线如下:
(1)
的名称是;
(2)反应I的反应类型是(选填字母);
a.加聚反应 b.缩聚反应
(3)顺式聚合物
的结构式是(选填字母);
(4)AP
的相对分子质量为108.
①反应II的化学方程式是
②1
完全转化为
所消耗的
的质量是
。
(5)反应III的化学方程式是。
(6)
的某些同分异构体在相同反应条件下也能生成
和
,写出其中一种同分异构体的结构简式。
某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号 |
实验目的 |
碳粉/ | 铁粉/ | 醋酸/% |
① |
为以下实验作参照 |
0.5 |
2.0 |
90.0 |
② |
醋酸浓度的影响 |
0.5 |
36.0 |
|
③ |
0.2 |
2.0 |
90.0 |
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了("氧化"或"还原")反应,其电极反应式是。
(3)该小组对图2中0~
时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:;
……
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有
的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程): |