将11. 2L标准状况下的甲烷和乙烯的混合气体通入足量的溴的四氯化碳溶液中充分反应,溴的四氯化碳溶液增加了5.6g,求原混合气体中甲烷与乙烯的质量之比。
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式,并在方框内填上系数。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1条件下,反应从开始至达到平衡,以v(CO2)表示的平均反应速率为(保留小数点后二位数,下同)。
②实验2条件下平衡常数K=____ _____,该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) +3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ/mol
③ H2O(g)=H2O(l)ΔH3=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:。
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应式为:;
②该电池工作时,溶液中的OH-向______(填“正”或“负”)极移动。
为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究。
(1)①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。写出②中反应的化学方程式__________________________。
(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃是(填序号)。
A.烷烃 | B.烯烃 | C.炔烃 | D.苯的同系物 |
②适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中,充入 2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0 kJ/mol。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,v(H2)=;氢气的转化率=;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有__________________________________________________。
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) +2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1="―890.3" kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是____________________。
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。
溶解度(S)/g |
溶度积(Ksp) |
||
Ca(OH)2 |
Ba(OH)2 |
CaCO3 |
BaCO3 |
0.16 |
3.89 |
2.9×10-9 |
2.6×10-9 |
(说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是(填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定。
在一密闭容器中发生反应: 2A(g)+B(g)E(g)
(1)写出该反应的平衡常数表达式_______________,已知升高温度时,v(正)>v(逆),此时K值____(填“变大”“变小”或“不变”);该反应的△H_____0(填“>”、“=”、“<”);
(2)将1.0mol A和1.0mol B混合后装入2L容器中发生反应,E的物质的量的变化如图所示。
①3分钟内E的平均反应速率为_________________;
②求此温度下该反应的平衡常数K=(结果保留小数后1位);
③请在图中画出5分钟内A的物质的量变化的曲线;
(3)已知在如图所示的变化中,平衡常数K保持不变,则在5~7min内引起E的物质的量变化的原因可能是____________(填编号)。
①降低了温度②升高了温度③使用了催化剂④增大了容器的体积⑤缩小了容器的体积⑥减少了A的物质的量。
钛白粉(主要成分是TiO2),广泛用于油漆、塑料、造纸等行业,还可用作乙醇脱水、脱氢的催化剂。下图是以钛铁矿(主要成分FeTiO3,钛酸亚铁)为主要原料生产钛白粉并获得副产品FeSO4·7H2O的工艺流程图。
(1)钛铁矿与硫酸发生反应①的化学方程式为;在TiOSO4和FeSO4溶液中加入Fe的目的是。
(2)溶液Ⅱ中TiOSO4在加热条件下发生水解反应②的离子方程式为;可回收利用的物质是。
(3)为测定溶液Ⅱ中TiOSO4的含量,首先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL,加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后,取出滤液20.00 mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液作指示剂,用(填一种玻璃仪器的名称)滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液,当溶液出现红色达到滴定终点,用去了30.00mL FeC13溶液。待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是。
“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
① 实验1条件下平衡常数K=(保留小数点后二位数字)。
② 实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值(填具体值或取值范围)。
③ 实验4,若900℃时,在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2,则此时v(正)v(逆)(填“<”、“>”、“=”)。
(2)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为。
(3)已知BaSO4(s) + 4C(s) ="4CO(g)" + BaS(s)△H1 =+571.2kJ/mol,
BaSO4(s) + 2C(s) = 2CO2(g) + BaS(s)△H2="+226.2" kJ/mol。
则反应C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的△H3=kJ/mol。(4)寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池,总反应为:FePO4+Li LiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+,则该电池放电时的正极和负极反应式分别为:和。若用该电池电解蒸馏水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有3360mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为。(Li的相对原子质量约为7.0)