(14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)。达到平衡时CH4的物质的量为2mol。
①此温度下,该反应的平衡常数K=________(注明单位)。
②保持温度不变,改变CH4和CO2的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是 (填序号)。
a.容器内气体平均相对分子质量不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗2a mol H2
d.混合气中n(CH4)∶n(CO2)∶n(CO)∶n(H2) =1∶1∶4∶4
③已知:a.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1 kJ·mol-1
b.CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H2 kJ·mol-1
c.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+CH4CH3COOH,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_________________________ __________。
(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.在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li4SiO4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___________ ____________________________________。
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图所示,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y,有关电极反应可表示为______________________。
在0.5mol/L的NaHSO3溶液中滴入石蕊,溶液变红。该溶液中HSO3-的电离程度______HSO3-的水解程度。
在氯化铁溶液中存在平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl △H>0。
(1)加热FeCl3溶液,溶液的颜色会加深,可得到一种红褐色透明液体,向这种液体里加入MgCl2溶液,产生的现象为________。
(2)在配制FeCl3溶液时,为防止浑浊,应加入_______。
物质的量浓度相同的①氨水;②氯化铵;③碳酸氢氨;④硫酸氢氨;⑤硫酸氨5种溶液中,c(NH4+)的大小顺序是_____。
水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH) ,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:
(1)Pb(NO3)2溶液中,________2(填“>”“=”或“<”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,
增加,可能的原因是________________________________。
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有__________,pH=9时主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
离 子 |
Pb2+ |
Ca2+ |
Fe3+ |
Mn2+ |
Cl- |
处理前浓度/(mg·L-1) |
0.100 |
29.8 |
0.120 |
0.087 |
51.9 |
处理后浓度/(mg·L-1) |
0.004 |
22.6 |
0.040 |
0.053 |
49.8 |
上表中除Pb2+外,该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是________。
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过要发生的反应程中主为:2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+则脱铅的最合适pH范围为( )
A.4~5B.6~7 C.9~10D.11~12
已知在25℃的水溶液中,AgX、AgY、AgZ均难溶于水,但存在沉淀溶解平衡。当达到平衡时,溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示,Ksp和水的Kw相似)。
如:AgX(s)Ag+(aq)+X-(aq)
Ksp(AgX)===c(Ag+)·c(X-)=1.8×10-10
AgY(s)Ag+(aq)+Y-(aq)
Ksp(AgY)===c(Ag+)·c(Y-)=1.0×10-12
AgZ(s)Ag+(aq)+Z-(aq)
Ksp(AgZ)=c(Ag+)·c(Z-)=8.7×10-17
(1)根据以上信息,判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量/1 L溶液表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为________________________________________________________________________。
(2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体,则c(Y-)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在25℃时,若取0.188 g的AgY(相对分子质量188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Y-的物质的量浓度为________。
(4)①由上述Ksp判断,在上述(3)的体系中,能否实现AgY向AgZ的转化?________,并简述理由:_________________________________________________________。
②在上述(3)体系中,能否实现AgY向AgX的转化?________,根据你的观点选答一项。
若不能,请简述理由:________________________________________________。
若能,则实现转化的必要条件是_________________________________________。