“富煤、贫油、少气”是我国能源发展面临的现状。随着能源的日益紧张,发展“煤化工”对我国能源结构的调整具有重要意义。下图是煤化工产业链之一。
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出热值很高的煤炭合成气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol–1 ①
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol–1 ②
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= _________kJ·mol–1。在标准状况下,33.6 L的煤炭合成气(设全部为CO和H2)与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应中转移______mole-。
(2)在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是_______
a.体系压强保持不变
b.密闭容器中CO、H2、CH3OH(g)3种气体共存
c.CH3OH与H2物质的量之比为1:2
d.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。
A、B两点的平衡常数_____(填“前者”、“后者”或“一样”)大;达到A、C两点的平衡状态所需的时间tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是_____________(答出两点即可)。
(3)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,是用煤炭气(CO、H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO + H2-4e- + 2CO32-= 3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为____________。
Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是 电池工作时,电子从Zn极流向 填(“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。
A.NaOH | B.Zn | C.Fe | D.NH3·H2O |
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液制取,则MnO2在 极产生。阴极的电极反应式是 。若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为 g。(MnO2的摩尔质量为:87g/mol)
回答下列问题。
(1)如右图,某温度(t℃)时水的图像如下,a点离子积KW=__________mol2·L-2;该温度下,pH=12的NaOH与pH=2的H2SO4等体积混合,溶液显_________性。
(2)25℃时,向0.1mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固体,当固体溶解后,测得溶液pH__________,NH+4的物质的量浓度________。(填增大、减小或不变)
(3)体积相等的稀NaOH和CH3COOH溶液混合,若溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则该溶液显______(填“酸性”、“碱性”、“中性”),则混合前c(NaOH)___________C(CH3COOH)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)常温时,Fe(OH)3的Ksp=1×10-38,要使溶液中的Fe3+沉淀完全(残留在溶液中的c(Fe3+)<10-5mol·L-1),则溶液的pH最小为___________。
(5)用可溶性碳酸盐,可以浸取CaSO4固体,则溶液浸取过程中会发生反应:
CaSO4(s)+CO2-3(aq) CaCO3(s)+SO2-4(aq)。
已知298K时,KSP(CaCO3)=2.80×10-9, KSP(CaSO4)=4.90×10-5,则此温度下该反应的平衡常数K为_________(计算结果保留三位有效数字)。
四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期,已知它们的核电荷数依次增加,且核电荷数之和为51;Y原子的L层p轨道中有2个电子;Z与Y原子的价层电子数相同;W原子的L层电子数与最外层电子数这比为4:1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是_________、_________;杂化轨道分别是__________、_________;a分子的立体结构是___________。
(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是________晶体,_________晶体。
(3)X的氧化物与Y的氧化物中,分子极性较小的是(填分子式)__________。
(4)Y与Z比较,电负性较大的_________,
(5)W元素的化学式__________,其+2价离子的核外电子排布式是___________。
某消毒液的主要成分为 NaClO(混有少量NaCl),请用相应的化学用语来解释下列事实。
(1)该消毒液可用NaOH 溶液吸收Cl2 制备,化学方程式为_______________________。
(2)该消毒液的pH 约为12,离子方程式为__________________________。
(3)向FeSO4 溶液中滴入少量该溶液,溶液颜色变成棕黄色,反应的离子方程式为______________。
(4)该消毒液不能与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用,否则会产生中毒危险。每产生1 mol Cl2(标准状况下),转移电子个数约为________________ 。
有以下六种元素:A是宇宙中最轻的元素。D原子核外有1个未成对电子,D+比E原子少一个电子层,E原子得一个电子填入3P轨道后,3P轨道呈全充满状态。G原子2P轨道有2个未成对电子,M的最高化合价和最低化合价的代数和为4,与G的原子序数差8.
L位于周期表第四周期、第12纵行且是六种元素中原子序数最大的。R是由M、L形成的化合物,其晶胞结构如图所示,
请回答下列问题:
(1)E元素的电负性____________(填“>”“<”或“=”)M元素的电负性。
(2)G的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能____________(填“大”或“小”)。
(3)M2E2广泛用于橡胶工业,在该化合物分子中,所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则在M2E2分子中M原子的杂化类型是__________,M2E2是___________(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)L的外围电子排布式为____________,该元素位于周期表中的____________族。
(5)R的化学式为________________(用元素符号表示),属于____________晶体。
已知R晶体的密度为ρ g.cm-3,则该晶胞的边长a____________cm。(阿常数用NA表示)