“氢能”被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢气的燃烧效率非常高,只要在汽油中加入4%的氢气,就可使内燃机节油40%。目前,氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) ΔH=169.8 kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________。
(2)H2S热分解制氢气时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是____________;燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均为非气体,写出该反应的化学方程式:________________。
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示。图中A、B表示的物质依次是________。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图2(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为________________。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350 ℃时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为____________。
光伏并网发电并使用半导体(LED)照明可以节约大量能源。已知发出白光的LED是由氮化镓(GaN)芯片和钇铝石榴石(YAG,化学式:Y3Al5O12)芯片封装在一起做成的,如图所示。
(1)砷与氮位于同主族,砷化镓也是半导体材料,它的化学式为________。
(2)用简单氧化物形式表示YAG的组成:________。
(3)下列有关光伏并网发电的叙述正确的是________(填序号)。
①LED是新型无机高分子材料
②电流从a流向b
③光伏电池是将太阳能直接转化为电能
④图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
⑤如果工业上用光伏电池并网发电精炼粗铜,a极连接精铜电极
化合物X是一种环境激素,存在如下转化关系:
化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,其苯环上的一硝基取代物只有两种。1HNMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。
根据以上信息回答下列问题:
(1)下列叙述正确的是________。
a.化合物A分子中含有联苯结构单元
b.化合物A可以和NaHCO3溶液反应,放出CO2气体
c.X与NaOH溶液反应,理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH
d.化合物D能与Br2发生加成反应
(2)化合物C的结构简式是________,A→C的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)________________________________________________。
a.属于酯类 b.能发生银镜反应
(4)写出B→G反应的化学方程式__________________________________________________。
(5)写出E→F反应的化学方程式___________________________________________。
覆盆子酮()是一种从植物覆盆子中提取的较为安全的香料。一种以石油化工产品A和丙烯为原料的合成路线如下:
信息提示:
(ⅰ)
(ⅱ)
根据上述信息回答:
(1)A的化学名称是________。
(2)C中含有的官能团是________。
(3)与反应⑥反应类型相同的是________(选填反应①~⑦,下同),与反应③反应条件相似的是________。
(4)写出反应⑦的化学方程式_____________________________________。
(5)E的同分异构体有________种(包括E在内),其中在核磁共振氢谱中出现三组峰,且峰面积之比为3∶3∶2的是________________________________(写出结构简式)。
科研、生产中常涉及铁及其化合物
(1)实验室配制FeSO4溶液时,常向溶液中加入的物质有__________________。
(2)高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途,高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的水处理剂,处理水时所起的作用是________________________。
(3)高铁电池是一种新型可充电、能长时间保持稳定放电电压的电池。该电池总反应式为3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,该电池放电时的负极反应式为________,充电时阳极附近溶液的pH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)高炉炼铁过程中发生下列反应:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ/mol
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47.2 kJ/mol
③3Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.4 kJ/mol
请你写出用CO还原FeO固体制得Fe和CO2的热化学方程式:________________。