(16分)CH4和CO2反应可以制造价值更高的化学产品。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生反应:CO2 (g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分的浓度为:
物 质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
平衡浓度(mol·L-1) |
0.5 |
0.5 |
2.0 |
2.0 |
① 此温度下,该反应的平衡常数K=________(注明单位).
② 已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H2 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 的 △H="_______" kJ·mol-1
(2)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下,发生反应: CO2+CH4 CH3COOH, 请回答:
①温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。
250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____ 。
② 为提高上述反应CH4的转化率,可采取的措施有 (写2种)。
③Cu2Al2O4可溶解在稀硝酸中,被氧化的元素为 ,每消耗3mol Cu2Al2O4时被还原的HNO3为 mol。
(3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,
① 若寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是___。
a. 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在具有强氧化性的物质中寻找
c. 可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li4SiO 4可用于吸收、释放CO2, 原理是: 500℃时,CO2与Li4SiO4接触生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,该原理的化学方程式_____。
(每空2分共计8分)铅蓄电池的电极分别是PbO2和Pb,电解质溶液为稀H2SO4溶液,工作时原电池的总反应式为PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O据上述变化判断:
①原电池的负极是(填电极材料)。电极反应式
②工作时正极反应式为
③工作时电解质溶液的c(H+)_________(填“增大”、“不变”或“减小”)
(每空2分共计12分)某可逆反应从0—2分钟进行过程中,在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。
①则该反应的的反应物是,生成物是,
②化学方程式为;
③反应开始至2分钟时,能否用C表示反应速率?
④若能,其反应速率为,若不能,则其原因为;
⑤2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在这个条件下,反应已达到了 ____ 状态。
(每空1分共计8分)短周期元素X、Y、Z组成的化合物Y2X和ZX2 ,Y2X溶于水形成的水溶液能与ZX2反应生成一种化合
物Y2ZX3,已知三种元素原子的电子总数为25,且Z与Y的原子序数之和比X的原子序数的2倍还多1,Z原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。试回答:
①X.Y..Z元素名称及符号:X______ Y_______Z_________
②写出ZX2的化学式
③Y2X对应水化物的电子式为,其中存在的化学键有,。④用电子式表示Y2X的形成过程:_______________________。
(每空1分共计10分)由铜、锌和稀盐酸组成的原电池中,
①铜是极,发生反应,电流的方向从极到极;锌是极,发生反应,电极反应式是。
②当导线中有1 mol电子通过时,理论上锌片质量(填增加或减少)g
③铜片上析出
(12分)已知有机物A~I之间的转化关系如图所示:
①A与D、B与E、I与F互为同分异构体;
②加热条件下将新制Cu(OH)2悬浊液分别加入到有机物I、F中,I中无明显现象,F中有砖红色沉淀生成;
③C的最简式与乙炔相同,C为芳香族化合物且相对分子质量为104;
④B的一种同分异构体与FeCl3发生显色反应。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)C中含有的官能团名称为 。
(2)H的结构简式为 。
(3)反应①~⑨中属于取代反应的是______________________________________。
(4)写出反应⑥的化学方程式______________________________________。
(5)写出F与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式_________________________。
(6)苯环上含有两个取代基且能与NaOH溶液反应,但不与FeCl3发生显色反应的G的同分异构体有 种。