(本题16分)降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为研究的主要课题。
(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:______________________。
(2)在容积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在温度500℃时发生反应:
CO2(g)+ 3H2(g)
CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。
CH3OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题:
①从反应开始到20分钟时,H2的平均反应速率v(H2)=_________________
②从30分钟到35分钟达到新的平衡,改变的条件可能是__________________________
A.增大压强 B.加入催化剂 C.升高温度 D.增大反应物的浓度
③列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位小数)
④如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持温度不变,达到新平衡时,CH3OH的浓度____________1mol.L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一种原电池的工作原理为:2Na2S2 + NaBr3
Na2S4 + 3NaBr。用该电池为电源,以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,使CO2在铜电极上可转化为甲烷。
①该电池负极的电极反应式为:______________________________________
②电解池中产生CH4一极的电极反应式为: ____________________________________。
(4)下图是NaOH吸收CO2后某种产物的水溶液在pH从0至14的范围内H2CO3、HCO3-、CO32-三种成分平衡时的组成分数。
下列叙述正确的是 _____________
A.此图是1.0 mol·L-1碳酸钠溶液滴定1.0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲线
B.在pH分别为6.37及10.25时,溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
C.人体血液的pH约为7.4,则CO2在血液中多以HCO3-形式存在
D.若用CO2和NaOH反应制取NaHCO3,宜控制溶液的pH为7~9之间
硫酸工业中废渣称为硫酸渣,其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知:①Fe3+、Al3+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2和12.4;Al(OH)3完全溶解的pH为11.8。②常温下,饱和氨水的pH约为11。
请回答:(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:。
(2)上述流程中试剂②应该是(填以下字母编号)。
| A.氢氧化钠 | B.氧化铝 | C.氨水 | D.水 |
(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果是
。
(4)计算溶液F中c(Mg2+)=( 25℃时,氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12)。
(5)工业生产中将固体C灼烧后的产物与KNO3、KOH固体加热共熔制备净水剂K2FeO4,同时获得一种亚硝酸盐,请写出制得K2FeO4的化学方程式:。
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)写出用碳棒作电极电解饱和食盐水的离子方程式: 。
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
ΔH=" +131.3" kJ•mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是。
| A.升高温度 | B.增加碳的用量 | C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
(3)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
| 温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
| H2O |
CO |
H2 |
CO |
||
| 900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
(4)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为,判断依据是。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在下图中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
化合物IV为一种重要化工中间体,其合成方法如下:
(1)化合物I的化学式为。
(2)化合物Ⅱ具有卤代烃的性质,在一定条件下能生成烯,该反应条件是。
(3)1mol化合物III与足量NaOH反应消耗NaOH的物质的量为mol。
(4)化合物IV能发生酯化反应生成六元环化合物V,写出该反应的化学方程式
。
(5) 异黄樟油素(
)发生类似反应①的反应,得到一种环状化合物Ⅵ(一种香料),化合物Ⅵ的结构简式为______________________。
维生素C的结构如右,它是人体维持正常生命过程所必需的一类有机物,主要来源于新鲜的蔬菜和水果中。请回答以下关于维生素C的问题。
(1)维生素C的类别是(填序号)。
A.芳香族化合物 B.酚类化合物 C.醛类化合物 D.酯类化合物
(2)请写出维生素C的含氧官能团的名称 。
(3)关于维生素C说法正确的是(填序号)。
A.在一定条件下,能发生取代反应、加成反应、消去反应和氧化反应
B.能使FeCl3溶液呈紫色
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.1mol维生素C能与2molH2反应
常见的纽扣式电池为银锌电池。它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒,盒内靠正极壳一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料,电解质溶液为浓KOH,溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜。锌银电池的负极是Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH,其总的反应式为:
Zn+Ag2O=2Ag+ZnO。
(1)写出正、负极的电极反应式:负极:。
正极:。
(2)电池工作过程中,电池负极溶液的PH(填“增大”、“减小”或“不变”)