(14分)I.CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品。已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1="a" kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2="b" kJ/mol
2CO(g)+O2(g) =2CO2(g) △H3="c" kJ/mol
(1)求反应CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g) △H= kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)一定条件下,等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3),同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物,该反应的化学方程式为 。
(3)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g) =CH3COOH(g),温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图,回答下列问题:
①250~300℃时,乙酸的生成速率降低的原因是 。
②300~400℃时,乙酸的生成速率升高的原因是 。
Ⅱ.钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na2SX)分别作为两个电极的反应物,多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:
Na2SX 2Na+xS (3<x<5)
(4)根据上表数据,判断该电池工作的适宜温度应为 (填字母序号)。
A.100℃以下 B.100℃~300℃
C.300℃~350℃ D.350℃~2050℃
(5)关于钠硫电池,下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.放电时,电极A为负极
B.放电时,Na+的移动方向为从B到A
C.充电时,电极A应连接电源的正极
D.充电时电极B的电极反应式为SX2--2e-=xS
(6)25℃时,若用钠硫电池作为电源电解500mL 0.2mol/L NaCl溶液,当溶液的pH变为l3时,电路中通过的电子的物质的量为 mol,两极的反应物的质量差为 g。(假设电解前两极的反应物的质量相等)
实验室里若用如图所示装置制取氨气,试用表格形式列出图中装置的错误之处,并用文字简要说明如何改正。
CO不仅是家用煤气的主要成分,也是重要的化工原料。下图是用某些简单有机物在低温、低压和催化剂存在下合成具有优良性能的装饰性高分子涂料、黏胶剂的基本过程。
已知CaC 2 与水反应的化学方程为CaC 2 +2H 2 O Ca(OH) 2 +HC≡CH↑。回答下列问题:
(1)写出G的结构简式。
(2)写出图中生成CH 3 OH(甲醇)的化学方程式。写出在浓硫酸作用下生成H的化学方程式。
(3)指出上述工艺的优点是什么?
合成材料的应用与发展,大大方便了人类的生活,但由于合成材料废弃物的急剧增加带来了环境问题,废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。请你就怎样解决“白色污染”提出至少三条切实可行的措施。
(1)_________________________________;
(2)_________________________________;
(3)_________________________________;
(4)_________________________________。
判断下列分子间能否形成氢键。
①HClO4 ②H2SO4 ③H3 PO4 ④HNO3 ⑤H2Se ⑥H3PO2 ⑦C2H5OH ⑧CH3 COOH ⑨H2 O2 ⑩HBrO3 ⑪NaOH
Ⅰ、某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)写出反应的化学方程式 。
(2)根据上述反应可推知______________。
a.氧化性:KBrO3>H3AsO4b.氧化性:H3AsO4>KBrO3
c.还原性:ASH3>X d.还原性:X>ASH3
Ⅱ、2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如右图所示。
据此判断:
①该反应的△H 0(填“>”、“<”)。
②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)= 。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号) 。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867 kJ/mol
2NO2(g) N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ/mol
写出CH4 (g)催化还原N2O4(g)生成N2 (g)和H2O (g)的热化学方程式 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为 。