化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。
(1)蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体.被称之为“未来能源”。在25℃、101 kPa下,1g甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为 ______:相同条件下,356 g可燃冰(分子式为CH4·9H2O,Mr=178)释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水,放出的热量为_______kJ。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) △H1=-90.1kJ•mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ•mol-1
水煤气变换反应:(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2 (g) △H3=-41.1kJ•mol-1
二甲醚合成反应:(Ⅳ)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1
①分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响___________________________________。
②由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为:__________________。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________________________。
(3)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为______________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________电子的电量。
某一氯代烷1.85g,与足量的氢氧化钠溶液混合后加热,充分反应后,用足量硝酸酸化,向酸化后的溶液中加入20mL 1mol•L﹣1AgNO3溶液时,不再产生沉淀.
(1)通过计算确定该一氯代烷的分子式_____________________
(2)写出这种一氯代烷符合下列条件的结构简式:
①核磁共振氢谱有4组峰 ②水解产物经催化氧化生成醛类
某混合物的水溶液中,只可能含有以下离子中的若干种:K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cl-、CO32-和SO42-。现每次取10.00mL进行实验:
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
②第二份加入足量NaOH后加热,收集到气体0.672L(标准状况下),但整个过程中无沉淀生成。
③第三份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.63g,沉淀经足量盐酸洗涤,干燥后剩余4.66g。
请回答:
(1)c(CO32-)=______ mol/L。
(2)K+是否存在?_____ (填“存在”或“不存在”);若存在,浓度范围是________ (若不存在,则不必回答第2问)。
(3)根据以上实验,不能判断哪种离子是否存在? ,若存在,这种离子如何进行检验?
有一包白色固体粉末,由CaCO3、Na2SO4、KCl、Ba(NO3)2、CuSO4中的几种物质组成,取样品进行如下实验(假设下列过程中,能反应的物质之间的反应恰好完全):
(1)步骤“①”所用分离方法叫做 ,要从步骤②所得“无色溶液”中提取溶剂,所用分离方法叫做 。
(2)写出实验过程中发生化学反应的离子方程式 。
(3)固体粉末中一定不存在的物质是(填化学式,下同) ;一定存在的物质是 。
(4)将固体粉末可能的组成填入下表(可以不填满,也可以再补充)
序号 |
化学式 |
Ⅰ |
|
Ⅱ |
|
Ⅲ |
(5)设计一个实验,进一步确定混合物的组成,简述实验操作、现象和结论。
重庆市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2. 5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义.请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
根据表中数据判断PM2.5待测试样的pH约为____________。
(2)为减少SO2的排放,常采取的措施有:将煤转化为清洁气体燃料。
已知:①2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)K1②2C(s)+O2(g)═2CO(g)K2
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) K=___________________(用含K1、K2的式子表示)。
(3)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。
①在T2温度下,0~2s内的平均反应速率υ(N2)= ______________。
②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S1>S2,在如图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(4)①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0,若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2, 1300°C时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol.计算该温度下的平衡常数K=____________。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)═2C(s)+O2(g)已知该反应的△H>0,简述该设想能否实现的依据:__________________。
将总物质的量为4mol的Na2O2和Al2(SO4)3混合物投入足量水中,充分反应后生成ymol沉淀(y≠0)。若以x表示原混合物中Na2O2的物质的量,试建立y=f(x)的函数关系式,将x的取值与y=f(x)关系式填写在表内(可填满,也可不填满或补充),并在右图中画出函数图象。
x值 |
y=f(x) |