二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。
(1)已知:CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1= a kJ•mol-1
CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2(g) ΔH2= b kJ•mol-1
2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3 = c kJ•mol-1
反应CO2(g) + CH4(g) = 2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH= kJ•mol-1。
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2 CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示。
①a点所代表的状态________(填“是”或“不是”)平衡状态。
②c点CO2的转化率高于b点,原因是_____________________________________。
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示)。通过实验分别得到如下数据图2、3:
①由图2得,最佳空间流率为 h-1;
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如下表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是 。
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:
①该进行的反应的△S 0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP= 。
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是 (列举2项)。
常温下,有浓度均为0.1 mol/L的4种溶液:①盐酸;②硫酸;③醋酸;④氢氧化钡。(注:忽略溶液混合时体积的变化)
(1)将上述溶液两两等体积混合后,溶液pH=7的组合有(填序号) 。
(2)醋酸钡是易溶于水的强电解质。将③与④等体积混合,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
随着能源与环境问题越来越被人们关注,碳一化学(C1化学)成为研究的热点。“碳一化学”即以单质碳及CO、、
、
等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺。
(1)将转化成有机物可有效实现碳循环。
转化成有机物的例子很多,如:
a.
b.
c.
d.
在以上属于人工转化的反应中,原子利用率最高的是 (填序号)。
(2)CO可用于合成甲醇。在压强0.1MPa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入和
,在催化剂作用下合成甲醇:
。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图。
①该反应属于 反应(填“吸热”或“放热”)。若一个可逆反应的平衡常数值很大,对此反应的说法正确的是 (填序号)。
a.反应使用催化剂意义不大
b.该反应发生将在很短时间内完成
c.该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
d.该反应一定是放热反应
②时,该反应的平衡常数
(用
的代数式表示)。
(3)二甲醚()被称为21世纪的新型燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
①工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
a.
b.
c.
总反应:的
。
②对于反应b,在温度和容积不变的条件下,能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
a.
b.容器内压强保持不变
c.的浓度保持不变
d.的消耗速率与
的消耗速率之比为
(4)以KOH溶液为电解质,用二甲醚-空气组成燃料,其中负极的电极反应式为 。
(5)C1化合物在治理汽车尾气方面也大有可为,如CO、等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质。写出CO与氮氧化物(NO
)在有催化剂的条件下反应的化学方程式 。
(8分)(1)有氯化铝和氯化镁的混合溶液,向其中滴加a mL 3mol·L-1 NaOH溶液之后,改成滴加cmol/L HCl溶液,所得沉淀的物质的量y(mol)与试剂总体积V(mL)间的关系如右图所示。请回答下列问题:
①上述 HCl溶液的浓度c= mol/L。
②所加NaOH溶液的体积为( )
A.9 mL | B.7.5 mL | C.7 mL | D.6 mL |
(2)向仅含Fe2+、I-、Br-的溶液通入适量氯气,溶液中这三种离子的物质的量的变化如图所示。(已知氧化性:Br2> Fe3+>I2)请回答下列问题:
①原混合液中n(FeBr2)= mol ;
②a值等于 。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶质的组成可能是
①________ ,②________ ,③________ ,④_______ _。
(2)现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能为AlCl3溶液和NaOH溶液。现分别将一定体积的甲、乙两溶液混合,具体情况如下表所示,请回答:
实验① |
实验② |
实验③ |
|
取甲瓶溶液的量 |
400 mL |
120 mL |
120 mL |
取乙瓶溶液的量 |
120 mL |
440 mL |
400 mL |
生成沉淀的量 |
1.56 g |
1.56 g |
3.12 g |
①甲瓶溶液为_______ _ 溶液。
②乙瓶溶液为________ 溶液,其物质的量浓度为________mol·L-1。
现有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子Li+、K+、Cu2+、Ba2+、Al3+ 和五种阴离子X、Cl-、OH-、NO3—、CO32—中的一种。已知E是LiCl。
(1)某同学通过比较分析,认为无须检验就可判断其余的四种物质中必有的两种物质是 和 (填对应物质的化学式)。
(2)物质C中含有离子X。为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体。则X为 (填序号)。
①Br-②SO42—③CH3COO-④HCO3—
(3)将19.2g Cu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,写出Cu溶解的离子方程式 ,若要Cu完全溶解,至少加入H2SO4的物质的量是 mol。