(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆) (正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)。CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
| 序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| ① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
| ② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
| ③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;
实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,
则Co2+在阳极的电极反应式为 ;除去甲醇的离子方程为 。
甲烷作为一种新能源在化工领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ;ΔH=+260 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ;ΔH=﹣566 kJ·mol-1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为: _____________________.
(2)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入_____(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是:
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH值_____(填写“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度 .
③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH―以外还含有_____(忽略水解).
④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化为12.8 g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_______L(标准状况下).
已知氢氟酸、醋酸、氢氰酸(HCN)、碳酸在室温下的电离常数分别为:
| ① |
HF |
Ka=6.8×10-4 mol•L-1 |
| ② |
CH3COOH |
Ka=1.7×10-5 mol•L-1 |
| ③ |
HCN |
Ka=6.2×10-10 mol•L-1 |
| ④ |
H2CO3 |
Ka1=4.4×10-7mol•L-1 Ka2=4.7×10-11 mol•L-1 |
根据上述数据,回答下列问题:
(1)四种酸中酸性最弱的是_____________.
(2)写出H2CO3电离方程式是 .
(3)写出反应的化学方程式:足量的氢氟酸与碳酸钠溶液混合: ,少量的CO2通入NaCN溶液中: .
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示,完成下列填空:

(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上电极反应式为________________,与电源负极相连的电极附近,溶液pH值________(选填“不变”、“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为_________
(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是____。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为____(选填a、b、c)
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过________、冷却结晶、________(填写操作名称)除去NaCl.
有一包白色粉末,其中可能含有Ba(NO3)2、CaCl2、K2CO3,现做以下实验:
(1)将部分粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成;
(2)向(1)的悬浊液中加入过量稀硝酸,白色沉淀消失,并有气泡产生;
(3)取少量(2)的溶液滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
根据上述实验现象,判断原白色粉末中肯定含有 (填化学式,下同),可能含有 ,写出步骤(3)中发生反应的离子方程式: 。
四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,该反应的氧化剂是 ,当1mol C参与反应时转移 mol电子,请用双线桥描述S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑电子转移情况 。