(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 。
工业尾气中含有各种氮的氧化物(主要是NO和NO2,表示为NOx),NOx是严重的大气污染物,处理这些废气的方法之一是通入适量的氨气,反应后会生成一种无色无味的气体。
(1)写出NOx与NH3反应的化学反应方程式: 。
(2)该方法的优点是 。
酸性氧化物和碱性氧化物相互作用可生成含氧酸盐,而硫代硫酸盐可由酸性的非金属硫化物与碱性的金属硫化物作用制得。
如:3Na2S+As2S32Na3AsS3(硫代亚砷酸钠),试写出下列反应的化学方程式:
(1)Na2S与As2S5反应: 。
(2)CaS与As2S3反应: 。
(3)As2S3和As2O3相似,具有还原性,Na2S2和Na2O2相似,具有氧化性,则As2S3与Na2S2作用的化学方程式为 。
在通常状况下,NO2和SO2很容易发生反应生成NO和SO3,该反应为不可逆反应。现将NO和SO2的混合气体通入容积为100 mL的容器中,充满后,用带有导管的塞子密封。
(1)向容器中通入O2的体积,x在 数值范围内才能保持容器内的压强不变。
(2)要使容器内只含有NO2和SO3两种气体,必须通入O2 mL。
(3)若向容器中通入40 mL O2后才开始出现红棕色,且不褪色,则原混合气体中NO的体积为 mL(气体体积均在同温、同压下测定,此时SO3为气体,且不考虑2NO2N2O4的反应)。
在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷,每当牧民和牲畜进入后,风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣,狂风大作,人畜常遭雷击而倒毙。奇怪的是这里牧草茂盛,四季常青,被当地牧民称为“魔鬼谷”。用化学方程式表示“魔鬼谷”牧草茂盛,四季常青的原因。
A、B、C、D、E是五种中学化学常见的单质,已知A、B、C、D在常温下均为气态。其中D能分别跟A、B、C在一定条件下两两化合,生成化合物X、Y、Z;A与B、C均不能直接化合。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。
完成下列问题:
(1)Z分子的空间构型为_________。
(2)反应③中被氧化的物质与被还原物质的物质的量之比为_________。
(3)Z和W在催化剂作用下,反应生成C和Y,这是一个很有实际意义的反应,可以消除W对环境的污染,该反应的化学方程式为___________________________。
(4)将过量的E加到N的稀溶液中,若过程中转移电子的数目为3.01×1023个,则参加反应的E的质量为_________g。
(5)将Z与N反应后的产物溶于水中,则溶液的pH_________(填“<”或“>”)7,其原因是(用离子方程式表示)_________________。