全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题。
(1)地球上的能源主要源于太阳,绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应,主要过程可以描述分为下列三步(用“C5”表示C5H10O4,用“C3”表示C3H6O3):
Ⅰ:H2O(l)=2H+(aq)+1/2O2(g)+2e- △H=+284kJ/mol
Ⅱ:CO2(g)+C5(s)+2H+(aq)=2C3+(s) △H=+396kJ/mol
Ⅲ:12C3+(s)+12e-=C6H12O6(葡萄糖、s)+6C5(s)+3O2(g) △H=-1200kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式
(2)工业上有一种方法有效地开发利用CO2,是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,进行如下实验,在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= mol/(L·min);
②氢气的转化率= ;
③求此温度下该反应的平衡常数K= ;
④下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离出去 | D.再充入1mol CO2和3mol H2 |
⑤当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2。则c1 c2的关系(填>、<、=)。
(3)减少温室气体排放的关键是节能减排,大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标。如图所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。将其插入KOH溶液,从而达到吸收CO2的目的。
①通入氧气一极的电极反应式为 ;
②随着电池不断放电,电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率 (填大于、小于或等于)甲烷燃烧的能量利用率。
下图是一种用于显示事物异同点的信息处理方法。图1中两个圆分别代表碳酸钠和碳酸氢钠的有关信息,两圆重叠区域表示它们的共同特点(相似点),重叠区域以外的部分表示它们独有的特征(不同点)。请你在图下的空格内填写适当内容。(每处只要求填一点)
(1)________;(2)________;(3)________;(4)________;(5)________。
已知A、B、C、D四种溶液分别为NaHCO3、Ca(OH)2、FeCl3、HCl,它们相互之间的反应现象如下表所示,其中“↓”表示有沉淀生成,“↑”表示有气体生成,“-”表示无现象。
(1)写出B的化学式,D的化学式。
(2)写出B+C(过量)反应的离子方程式。
A—J是中学化学常见的物质,它们之间的转化关系如下图所示(部分产物已略去)。已知A是一种高熔点物质,D是一种红棕色固体。请回答
下列问题:
(1)A物质的名称为_________,H与I反应的化学方程式
(2)C与D在高温下的反应在冶金工业上称为反应,引发该反应的实验操作是
___
(3)写出G→J的化学方程式:___、
(4)A→H的离子方程式为___________________________________________
(5)用离子方程式表示I物质能用于净水的原理______________________
氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途,贯穿古今。
(1)下列生产、生活中的事例中发生了氧化还原反应的是
(2)水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用如图表达。
试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:
其中水为________剂。
(3)“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石,例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分FeS2)氧化为Fe2(SO4)3,并使溶液酸性增强。
①该过程反应的化学方程式为__________________________。
②人们可利用Fe2(SO4)3作强氧化剂溶解铜矿石(Cu2S),然后加入铁屑进一步得到铜,该过程中发生的离子反应方程式如下,请补充完整并配平:
________Cu2S+________Fe3++______H2O________Cu2++________Fe2++________( )+________SO42-。
(4)羟胺(NH2OH)是一种还原剂,用25.00 mL 0.049 mol/L羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+离子恰好与24.5 mL 0.020 mol/L的KMnO4酸性溶液反应。则在上述反应中,羟胺的氧化产物是。
工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下:
已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 +H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
T/℃ |
20 |
40 |
60 |
80 |
S(Li2CO3)/g |
1.33 |
1.17 |
1.01 |
0.85 |
S(Li2SO4)/g |
34.2 |
32.8 |
31.9 |
30.7 |
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中最佳反应的离子方程式是____________________________。
(2)已知滤液1中的主要离子为Li+、Mg2+、Ca2+、SO42-,滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述,并写离子方程式)
__________________________________________________________________。
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是 。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
① a中,阳极的电极反应式是______________________________________。
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是______________________________。