目前,“低碳经济”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为:它所对应的化学反应为:__ ___
(2)—定条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器中,发生(1)中反应:其相关数据如下表所示:
容器 |
容积/L |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol[ |
达到平衡所需时间/min |
|
C(s) |
H2O(g) |
H2(g) |
||||
甲 |
2 |
T1 |
2 |
4 |
3.2 |
8 |
乙 |
1 |
T2 |
1 |
2 |
1,2 |
3 |
①T10C时,该反应的平衡常数K=_______
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度_______ (填选项字母)。
A.="0.8" mol·L-1 B.=1.4 mol·L-1 C.<1.4 mol·L-1 D.>1.4 mol·L-1
③丙容器的容积为1L,T1℃时,按下列配比充入C(s)、H2O(g)、CO2(g)和H2(g), 达到平 衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是_______(填选项字母)。
A.0.6 mol、1.0 mol、0.5 mol、1.0 mol
B. 0.6 mol、2.0 mol、0 mol、0 mol
C.1.0 mol、2.0 mol、1.0 mol、2.0 mol
D. 0.25 mol、0.5 mol、0.75 mol、1.5 mol
(3)在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,已知CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式: 。
(4)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+ 6H2(g)CH3OCH3(g)+ 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2)/ n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 K |
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
2.0 |
60% |
43% |
28% |
15% |
3.0 |
83% |
62% |
37% |
22% |
①该反应的焓变△H 0,熵变△S___0(填>、<或=)。
②用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式 。若以1.12 L·min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9 ℃),用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,理论上可析出金属铜 g。
四种短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增.其中A、B、C三种元素基态原子的2p能级上都有未成对电子.且未成对电子个数分别是2、3、2;D与C 可以形成D2C和D2C2两种化合物。回答下列问题:
(1)已知A元素与氢元素形成的某种气态化合物在标准状况下的密度为1.161g/L,则在该化合物的分子中A原子的杂化方式为。
(2)A、B、C二种元素的第一电离能由小到大的顺序为(填元素符号)。
(3)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2,依次还有I3、I4、I5……,推测D元素的电离能第一次突增应出现在第___电离能。
(4)AC2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。该晶体的类型属于______________晶体.该晶体中A原子轨道的杂化类型为。
(5)C和C形成原子个数比为1:3的常见离子.推测这两种微粒的空间构型为。
(6)C和D形成的一种离子化合物D2C的晶胞结构如图所示.该晶体中阳离子的配位数为。距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为。
已知该晶胞的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA.则晶胞边长a=cm(用含ρ、NA的代数式表示)。
海水是宝贵的自然资源.利用海水水可以得到一系列产品.也可以进行废气处理。
(1)利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气的流程如下:
①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是.
②上述流程中循环利用的物质是。
(2)利用海水脱硫可以有效地解决煤燃烧排放的SO2造成的一系列环境问题。其工艺流程如图所示:
天然海水吸收含硫的烟气后.需要用氧气进行氧化处理.其反应原理的化学方程式是;氧化后的海水需要加入氢氧化钠.与之混合后才能排放.该操作的主要目的是。
(3)从海水中捉纯粗盐后的母液中含有K+、Na+、Mg2+等阳离子.对母液进行一系列的加工可制得金属镁。
①从离子反席的角度思考.在母液中加入石灰乳所起的作用是。
②要利用MgCl2·6H2O制得尢水氯化镁.应采取的措施是。
③电解熔融的无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境中冷却后即为固体镁.下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是(填字母)。
A.ArB.CO2C 空气D.O2 E.水蒸气
运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)氨气、空气可以构成燃料电池.其电池反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则电解质溶液应该显(填“酸性”“中性”或“碱性”).正极的电极反应式为。
(2)25℃时.将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-))时.则反应的情况可能为。
A.盐酸不足.氨水剩余B.氨水与盐酸恰好完全反应 C.盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-))时.用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________.
(3)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H=bkJ/mol,其化学平衡常数K与温度的关系如下:
温度/℃ |
200 |
300 |
400 |
K |
1.0 |
0.86 |
0.5 |
①写出该反应的化学平衡常数的表达式:__________,b________(填“大于”“小于”或“等于”)0
②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2)_________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(N2).
(4)已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)∆H="-1266.8KJ/mol" ;②N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=+180.5KJ/mol,写出氨高温催化氧化的热化学方程式:。
高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途.实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下:
(1)第①步加热熔融应在中进行.而不用瓷坩埚的原因是(用化学程式表示)。
(2)第④步通入CO2,可以使Mn片发生反应.生成MnO4—和MnO2。反应的离子方程式为。则完成反应时,转化为KMnO4的占全部K2MnO4的百分率约为(精确到0.1%)。
(3)第⑤步趁热过滤的是。
(4)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时.停止加热.冷却结晶、、洗涤、干燥。干燥过程中.温度不宜过高.其原因是(用化学方程式表示)。
(5)H2O2和KMnO4,都是常用的强氧化剂。若向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液.则酸性高锰酸钾溶液会褪色.写出该反应的离子方程式:.该反应说明H2O2的氧化性比KMnO4(填“强”或“弱”)。
某芳香族化合物H常用作防腐剂,H可利用下列路线合成:
已知:
①A是相对分子质量为92的烃;
④D的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1:1。
回答下列问题:
(1)A的分子式为___________,由A→B的反应试剂和反应条件为____________。
(2)写出C→D的反应方程式:_________________________________________。
(3)同时符合下列条件的E的同分异构体共有____________种。
①能发生银镜反应②能使FeCl3溶液发生显色反应。
(4)检验F中含氧官能团的试剂为____________(填试剂名称),由F→G的反应类型为______。
(5)H的结构简式为_____________________________________。