运用化学反应原理分析解答以下问题
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通人6 mol CO2、6 molCH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K=___________.
②若再向容器中同时充入2.0molCO2、6.0 molCH4、4.0 molCO和8.0 molH2,则上述平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:
已知:①NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH= —41.8KJ·mol-1
②2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= —196.6KJ·mol-1
①写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式__________。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充人NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡,此时容器中NO和NO2的浓度之比为3:1,则NO2的平衡转化率是_________。
(3)常温下有浓度均为0.1 mol/L的四种溶液:①Na2CO3、②NaHCO3、③HCl、④NH3.H2O。
①有人称溶液①是油污的“清道夫”,原因是_________(用离子方程式解释)
②上述溶液中,既能与氢氧化钠反应,又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______。
③向④中加入少量氯化铵固体,此时c(NH4+)/ c(OH-)的值_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
④若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积_________④的体积(填“大于”小于”或“等于”)
⑤将10 mL溶液③加水稀释至100 mL,则此时溶液中由水电离出的c( H+)=___________。
火药是中国的“四大发明”之一,永远值得炎黄子孙骄傲,也永远会激励着我们去奋发图强。黑火药在发生爆炸时,发生如下的反应:2KNO3+C+S===K2S+2NO2↑+CO2↑。
(1) 其中被氧化的元素是,还原产物是(填符号)。
(2) 当该反应生成6.72 L CO2(标况下)时,氧化剂一共得到mol电子。
(8分)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。为了减少污染并变废为宝
,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图,填写物质名称(或主要成分的化学式)或操作方法,完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案。
(1)A是, E是;
(2)操作Ⅱ是,操作Ⅲ是。
(14分) “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。
(1)已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=—393.5 kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=—483.6 kJ·mol-1 ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1 ③
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移 mol e-。
(2)工作温度650℃的熔融盐燃料电池,是用煤炭气(CO、H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气体在正极反应,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;则该电池的正极反应式为 。
(3)密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如右图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为VAL,则该温度下的平衡常数K= ;A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)总:n(B)总= 。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是 。
A 降温 B 加压 C 使用催化剂 D 将甲醇从混合体系中分离出来
写出戊烷的所有同分异构体的结构简式并用系统命名法命名:
,
其一氯代物的同分异构体共有种。
(12分)化工厂生产的某产品只含C、H、O三种元素,分子模型如下图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等)。
(1)该产品的结构简式为_______,所含官能团的名称:_____________
(2)该有机物的核磁共振氢谱上有________个峰(信号)
(3)下列物质中,与该产品互为同分异构体的是_____________(填序号,下同)与该产品
互为同系物的是_____________。
①CH3CH="CHCOOH" ②CH2=CHCOOCH3 ③CH3CH2CH=CHCOOH ④CH3CH(CH3)COOH