“低碳循环”引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气,合成气有广泛应用。试回答下列问题:
(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。已知在1 100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值 (填“增大”、“减小”或“不变”);
②1 100 ℃时测得高炉中,c(CO2)="0.025" mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,则在这种情况下,该反应向 进行(填“左”或“右”),判断依据是 。
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,现向体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
②反应达到平衡后,下列措施能使增大的是 (填符号)。
A.升高温度 | B.再充入H2 | C.再充入CO2 | D.将H2O(g)从体系中分离 |
E.充入He(g)
碳酸锂广泛应用与陶瓷和医药等领域,以锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:①2LiAlSi2O6+H2SO4(浓) Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓
②Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的PH分别为3.2、4.7、9.0和11.1
③某些物质的溶解度(S)如右表
请回答下列问题:
(1)锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是。
(2)滤液a中含有Li+、SO42-,另含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+ 、Ca2+、Na+等杂质,步骤Ⅱ需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.0~6.5,此时沉淀的杂质离子有。
(3)步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H2O2溶液,石灰乳和Na2CO3溶液,发生反应的离子方程式有。
(4)步骤Ⅲ中加入饱和Na2CO3溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是。
(5)从滤液c中可回收的主要物质是。
CO2的固定和利用在降低温室气体排放中具有重要作用,从CO2加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力,还是其综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下能发生反应CO2+3H2CH3OH+H2O,测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)提高甲醇产率的措施是。
(2)分析图中数据可知,在220 ℃、5MPa时,CO2的转化率为,再将温度降低至
140℃,压强减小至2MPa,化学反应速率将(填“增大、减小 或 不变“ 下同),CO2的转化率将。
(3)200℃时,将0.100molCO2和0.275molH2充入1L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。若CO2的转化率为25%,则此温度下该反应的平衡常数K=。(要求写出算式和计算结果)
(4)已知已知:CO的燃烧热△H=-283.0KJ/mol、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol、
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-90.1KJ/mol,写出CO2与H2合成甲醇的热化学方程式。
已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素,原子序数依次增大,X基态原子的核外电子分布在3 个能级,且各能级电子数相等,Z是地壳中含量最多的元素,W是电负性最大的元素,元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和。另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,外围电子层有2个未成对电子,请回答下列问题。
(1)微粒XZ32-的中心原子杂化类型为化合物YW3的空间构型为。
(2)R基态原子的电子排布式为,元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
(用元素符号表示)。
(3)一种新型导体晶体的晶胞如右图所示,则该晶体的化学式为,其中一个Q原子紧邻个R原子。
(4)R的氢氧化物能溶于含XY-离子的溶液生成一种配离子[R(XY)4]2-,该反应的离子方程式是弱酸HXY分子中存在的σ键与键的数目之比为。
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:
图Ⅰ图Ⅱ
(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是。
(2)工艺流程中“副产品”的化学式为。
(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH |
1.5 |
6.5 |
7.7 |
沉淀完全的pH |
3.7 |
9.7 |
9.2 |
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。请对该实验方案进行评价:(若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
(4)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为______mol·L-1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11)
(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-;②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为。
氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的
(已折算成标准状况)。甲与水反应也能产生
,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到
和另一种单质气体丙,丙在标准状态下的密度为1.25g·L-1。请回答下列问题:
(1)甲的化学式是_________;乙的空间构型是__________。
(2)甲与水反应的化学方程式是__________________________________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是_______(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式________有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O,请设计实验方案验证之
_________________________。
(已知Cu2O+2H+==Cu+Cu2++H2O)
(5)甲与乙之间_______(填“可能”或“不可能)发生反应产生,判断理由是
________。