CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应来制造更高价值的化学品是目前的研究目标。
(1)250 ℃时,以镍合金为催化剂,向体积为4 L的密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数(某一成分物质的量占总气体物质的量的百分数)如下表:
物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K=________。
②已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=+2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g) ===2CO(g)+2H2(g) ΔH=________。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250~300 ℃时,乙酸的生成速率减小的原因是__________________________________________________。
②将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为_______________________________。
(3)以CO2为原料可以合成多种物质。
如合成聚碳酸酯。已知CO2的分子结构为O===C===O,它的“C===O”双键与乙烯的“C===C”双键一样,在一定条件下可发生加聚反应,聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由CO2加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式:______________________________________。
2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示、,E的大小对该反应的反应热有无影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低,理由是;
(2)图中△H=KJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式;
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则υ(O2)=mol·L-1·min-1
(5)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H(要求计算过程)。
聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)nCl6-n·XH2O]m,它是一种高效无机水处理剂,它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH,通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下:
|
(1)搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为: ;
。
(2)生产过程中B和D的操作名称分别是 和 (B和D均为简单操作)。
(3)反应中副产品a是 。
(4)生产过程中可循环使用的物质是 (用化学式表示)。
(5)调节pH至4.0~4.5的目的是 。
(6)实验室要测定水处理剂产品中n和x的值。为使测定结果更准确,需得到的晶体较纯净。生产过程C物质可选用 。
A.NaOH | B.Al | C.氨水 | D.Al2O3 E.NaAlO2 |
电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式;
在X极附近观察到的现象是。
②Y电极上的电极反应式为,
检验该电极反应产物的方法是。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是,电极反应式是。
②Y电极的材料是,电极反应式是。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示.
①该电解槽的阳极反应式是____________________________。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因
___________________________________________________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________________(填写“A”或“B”)导出。
右图是部分化学常见的氧化物和单质的转化关系。其中。气化物f是制造光导纤维的重要原料,氧化物c是一种具有磁性的黑色物质。回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:单质C,氧化物d;
(2)纯净的单质F在工业上的重要应用是;
(3)写出下列反应的化学方程式:
①;
④;
⑤。
复分解反应是中学化学中常见的一种反应类型。
(1)已知在常温下测得浓度均为0.1mol/L的下列6种溶液的pH值:复分解存在这样一个规律:一种较强酸与另一种较弱酸的盐可以自发地反应,生成较弱酸和较强酸的盐,如:2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa+CO2↑+H2O若换个角度看,它同时揭示出另一条规律,即碱性较强的物质发生类似反应可以生成碱性较弱的物质。依照该规律,请判断下列反应不能成立的是___________(填编号)。
A.CO2+H2O +2NaClO=Na2CO3+2HClO |
B.CO2+H2O +NaClO=NaHCO3+HClO |
C.CO2 +H2O +C6H5ONa![]() |
D.CO2 +H2O +2C6H5ONa![]() |
E.Na2CO3+C6H5OHNaHCO3+C6H5ONa
F.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
(2)根据前述信息判断,常温下浓度均为0.05 mol/L的下列5种物质的溶液中,pH最小的是_____(填编号),其pH值为_______(填数值);pH最大的是____(填编号)。
①HCN②CH3COOH③HClO4④HClO⑤H2SO4
(3)一些复分解反应的发生还遵循其它的规律。下列转化都属于复分解反应:
①工业上将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液
②侯氏制碱法中,向饱和碳酸氢铵溶液中加入饱和食盐水可获得小苏打晶体
③蒸发KCl和NaNO3混合溶液,首先析出NaCl晶体
请根据上述反应,总结出复分解反应发生的另一规律:;
(4)根据(3)中结论,现将KI溶液和AgCl固体混合搅拌,则可能会观察到的现象是,反应的离子方程式为。