研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1,
C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式: 。
(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度
下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图。
①
|
曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”或“=”或“<”)。
容 器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
1molCO2、3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为 。
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂
(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下左图。在其他条件不变时,请在右图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图。
能源开发、环境保护、资源利用等是当今社会的热门话题。请根据所学化学知识回答下列问题:
(1)汽车上安装催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。
已知:N2(g) + O2(g)=2NO(g)△H=+180.5 kJ · mol-1;
2C(s)+ O2(g)=2CO(g)△H=-221.0 kJ · mol-1;
C(s)+ O2(g)=CO2(g)△H=-393.5 kJ · mol-1
则尾气转化反应2NO(g) +2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=________________。
(2)汽车尾气分析仪对CO的含量分析是以燃料电池为工作原理,其装置如下图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质中自由移动。
下列说法中正确的是_____________(填字母序号)。
A.负极的电极反应式为:CO + O2-―2e-=CO2 |
B.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b |
C.工作时电极b作正极,O2-由电极a通过固体介质向电极b迁移 |
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高 |
(3)某硝酸厂利用甲醇处理废水。在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH转移6 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为______________。
(4)煤的间接液化是先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇。若在一定温度下,向1 L密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),经10 min反应达到平衡时测得各组分的浓度如下:
物质 |
CO |
H2 |
CH3OH |
浓度/(mol·L-1) |
1.2 |
1.0 |
0.6 |
①该反应的平衡常数表达式为:K=_____________________。
②该时间内反应速率v(H2)=_________________。
③平衡时CO的转化率为_________________(保留1位小数)。
有机化合物A~H的转换关系如下所示:
请回答下列问题:
(1)链烃A有支链且只有一个官能团,其相对分子质量在65~75之间,1 mol A完全燃烧消耗7 mol O2,则A的分子式为_______________,结构简式为_________________,A的名称是_______________________。
(2)在特定催化剂作用下,A与等物质的量的H2反应生成E。由E转化为F的化学方程式是_____________________________________________________________________。
(3)G与金属钠反应能放出气体。G分子中所含官能团的名称是___________________;由G转化为H的化学方程式是_______________________________________________。
(4)①的反应类型是______________;③的反应类型是_______________。
(5)写出由F转化为A的反应条件是_________________________。
(6)链烃B是A的同分异构体,分子中的所有碳原子共平面,其催化氢化产物为正戊烷,写出B所有可能的结构简式:__________________________________________。
(7)丁二酸( )与乙二醇(HOCH2CH2OH)在催化剂作用下,经聚合反应可制成一种新型可生物降解的高分子材料。请写出该聚合物的结构简式:
_____________________________________________________。
(18分) 0.1 mol某烃在足量的氧气中完全燃烧,生成CO2和水各0.6 mol,则该烃的分子式为_________________。若该烃不能使溴水或高锰酸钾溶液褪色,但在一定条件下,可以和液溴发生取代反应,其一溴取代物只有一种,则此烃的结构简式为_________________,名称是_________________。
若该烃能使溴水褪色,且能在催化剂作用下与H2发生加成反应,生成2.2—二甲基丁烷,则此烃属于_______ 烃,结构简式为_______________,名称是 _________________。
(1)键线式表示的分子式___________;名称是___________。
(2)中含有的官能团的名称为___________________。
(3)丁基的4个结构简式为___________________________; ___________________________;___________________________;___________________________。
(4)含有杂质的工业乙醇的蒸馏装置中,玻璃仪器有酒精灯、蒸馏瓶、_________、_________、尾接管、锥形瓶。
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为__________________________________________。
(2)阴极上的电极反应式为__________________________________________。
(3)原上层液体是____________________。
(4)原下层液体是______________
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是___________________________
(6)要检验上层液体中含有的金属离子,其方法是___________________,现象是_______________________________________________________。