能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
Ⅰ、煤可以通过气化和液化转变为清洁能源并提高燃烧效率。
煤气化的主要反应是:C(g)+ H2O(g)CO(g)+H2(g)。
气化得到的CO和H2可以进一步液化合成甲醇,反应方程式为:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H
(1)若相同温度下CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热(∆H)分别为a、b、c,则上述反应的∆H= 。
(2)将1molCO和2molH2通入1L密闭容器中,分别恒温在3000C和5000C反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:
|
10min |
20min |
30min |
40min |
50min |
60min |
3000C |
0.40 |
0.60 |
0.75 |
0.84 |
0.90 |
0.90 |
5000C |
0.60 |
0.75 |
0.78 |
0.80 |
0.80 |
0.80 |
①在3000C反应开始10分钟内,H2的平均反应速率_____________。
②5000C平衡常数K=___________。
③在另一体积不变的容器中,充入1.2molCO和2.0molH2,一定条件下达到平衡,测得容器内压强为起始的一半。计算该条件下H2转化率为 。
(3)煤燃烧的主要产物CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其KSP=2.8×10-9mol2/L2。现将2×10-4mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaC12溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaC12溶液的最小浓度为 。
Ⅱ、超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)(×10-4mol/L) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
c(CO)( ×10-3mol/L) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H 0(填写“>”、“<”、“=”);
(2)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,部分实验条件如下表:
实验编号 |
T/℃ |
NO初始浓度/mol·L-1 |
CO初始浓度/mol·L-1 |
催化剂的比表面积/m2·g—1 |
I |
280 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
82 |
Ⅱ |
280 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
124 |
Ⅲ |
350 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
124 |
该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号。
氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40~50℃时反应可生成它.CuH具有的性质有:不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成一种单质气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是:2Cu+===Cu2++Cu.
根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”).
(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式:_______________________.
(3)CuH溶解在足量稀盐酸中生成的气体是______(填化学式);该反应的氧化剂是。(填化学式)
(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式:________________________________________.
离子反应是中学化学中重要的反应类型。回答下列问题:
(1)在发生离子反应的反应物或生成物中,一定存在________。
①单质 ②氧化物 ③电解质 ④盐 ⑤化合物
(2)可用图示的方法表示不同反应类型之间的关系。如分解反应和氧化还原反应可表示为下图。请在下面的方框中画出离子反应、置换反应和氧化还原反应三者之间的关系。
(3)离子方程式是中学生应熟练掌握的化学用语,请写出下列反应的离子方程式:
向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液,至沉淀完全,反应的离子方程式___________________________。在上述溶液中继续滴入NaHSO4溶液,此时离子方程式为_______________________。
13分)A、B、C、D、E为中学化学常见的单质或化合物,相互转化关系如图所示。
⑴若A是淡黄色化合物;D是CO2;C为NaOH。
①写出A的电子式
②写出反应Ⅱ的化学方程式
⑵若A是地壳中含量最多的金属元素的单质,B在火焰上灼烧时火焰呈黄色,E是一种无色无味的气体,遇澄清的石灰水变浑浊。
①写出B的化学式②写出反应Ⅲ的离子方程式
③用单线桥法表示反应Ⅰ电子转移的方向和数目。
如图的甲、乙两容器,甲体积可变压强不变,乙保持体积不变。向两容器中分别充入1 mol A、3 mol B,此时两容器体积均为500 mL,温度为T℃。保持温度不变,发生反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(s);△H<0。
(1)下列选项中,能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是________。
A.混合气体的总质量不随时间改变 B.2 v正(C)=3 v逆(B)
C.A、B转化率相等 D. 物质D的质量不随时间改变
(2)2 min后甲容器中的化学反应达到平衡,测得C
的浓度为2 mol/L,此时容器的体积为________mL,B的转化率α甲(B)为________。
(3)乙容器中反应达到平衡所需要的时间______2 min(填“>、<或=”),B的转化率α
乙(B) ______α甲(B) (填“>、<或=”)。
(4)若其它条件不变,甲中如果从逆反应方向开始反应建立平衡,要求平衡时C的物质的量与(2)中平衡时C的物质的量相等,则需要加入C的物质的量n(C)=________mol,加入D的物质的量n (D)应该满足的条件为________________________。
铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
回答下列有关问题:
(1)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①的转化,要求产物纯净,可选用的试剂是________(选填序号)。
a.Cl2 b.Fe c.HNO3d.H2O2
(2)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S(CuFeS2中S为—2价),下列说法正确的是________(选填序号)。
a.从物质分类的角度看,黄铜矿属于合金
b.反应中,所有铁元素均被还原
c.反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
d.当转移1 mol电子时,46 g CuFeS2参加反应
(3)下述反应中,若FeSO4和O2的系数比为2︰1,试配平下列方程式:
FeSO4 +K2O2→K2FeO4 +K2O +K2SO4 +O2↑