(15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、4mol 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 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
①在该条件下达平衡时,CH4的转化率为____________________。
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
求反应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,
请回答下列问题:
①250~300℃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)。
(3)Li4SiO4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,将该原理用化学方程式表示(请注明正反应方向和逆反应方向的条件): 。
(4)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:
①根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内(填字母序号)。
物质 |
Na |
S |
Al2O3 |
熔点/℃ |
97.8 |
115 |
2050 |
沸点/℃ |
892 |
444.6 |
2980 |
a.100℃以下 b.100℃~300℃ c.300℃~350℃ d.350℃~2050℃
②放电时,电极A为 极。
③放电时,内电路中Na+的移动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
④充电时,总反应为Na2Sx =" 2Na" + xS(3<x<5),则阳极的电极反应式为 .
如图所示,把试管放入盛有25 ℃时饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中。试完成下列问题:
(1)实验中观察到的现象是______________________________________。
(2)产生上述现象的原因是______________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式:________________________________。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量_____________(填“大于”“小
于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
已知:铅蓄电池总的化学方程式为:Pb+PbO2+2H2SO4⇋ 2H2O+2PbSO4;镍镉碱性充电电池在放电时,其正极反应为:2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
负极反应为:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2
铅蓄电池使用(放电)一段时间后,其内阻明显增大,电压却几乎不变,此时只有充电才能继续使用。镍镉碱性充电电池使用(放电)到后期,当电压明显下降时,其内阻却几乎不变,此时充电后也能继续使用。回答下列问题:
(1)铅蓄电池在放电时的负极反应为,其在充电时阳极反应为;
(2)镍镉碱性充电电池在充电时的总反应的化学方程式为;
(3)上述两种电池使用一段时间后,一个内阻明显增大,而另一个内阻却几乎不变的主要原因可能是;
(4)如果铅蓄电池在放电时回路中有2mol电子转移时,消耗H2SO4mol。
Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是 。电池工作时,电子流向 (填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是
_______________。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是:
。若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为 。
有一化学反应aA+bB=C,根据影响化学反应速率的因素可得vC=k{c(A)}m{c(B)}n。其中k是与温度有关的常数,为测k、m、n的值,在298 K时,将A、B溶液按不同的浓度混合,得到下列实验数据:
(1)根据上表可求得:m=_______,n=______,k=________,k的单位是_______。
(2)用B表示的初始反应速率为___________________。
现将0.40 mol A气体和0.20 mol B气体充入10 L的密闭容器中,在一定条件下使其发生反应生成气体C,其物质的量的变化如图:
(1)若t1=10 min,则0至t1时间内C物质的平均反应速率为____________;该反应在t2时达到平衡,其化学方程式为__________________________。
(2)据图中曲线变化情况分析,t1时刻改变的反应条件可能是_____ ___。
A.加入了催化剂 | B.降低了反应温度 |
C.向容器中充入了C | D.缩小了容器体积 |