(14分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)= 。
②图中p1 p2(填“<”、”“>”或“=”)。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应如下:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为 。
(2)合成甲醇:在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图2所示。
①反应(ii)需在 (填“高温”或“低温”)才能自发进行。
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变,原因是 (用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在图2中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是 。
铬(Cr)属于重金属元素,含铬废水和废渣排放必须经过处理达到有关的安全标准。
(1)含铬废水排放到河水中一定浓度会使鱼类等水生动物死亡的原因是 ;
(2)铬元素以Cr2O72-的形式存在于酸性废水中,常用FeSO4将其还原为Cr3+,再用沉淀法进行分离。
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已知:Cr3+Cr(OH)3
CrO2-
某化学兴趣小组在探究常见物质转化时,发现部分物质存在如图所示的三角转化关系(部分反应物或生成物已略去):
已知:①图中每个小三角形的三种物质中至少含有一种相同
元素,K与L含有完全相同的元素。②D、J为固体单质,
R为气体单质,其余物质为常见化合物。③A能使品红溶液
褪色,也能使澄清石灰水变浑浊。④E为淡黄色化合物,E
与C或L反应都能生成R。⑤I为氧化物,I与F或C都能
反应;G和L反应生成难溶物H,H具有较强的吸附性。根
据以上信息,回答下列问题:
(1)写出下列反应的化学方程式:
①C→A:
②L→R:。
(2)写出下列反应的离子方程式:①E→F:
②I→G:。
(3)常温下,测得一定浓度G溶液的pH=10,试用离子方程式表示其原因:。
A、B、C、D都是短周期元素,原子半径:D > C > A > B。已知:A、B同周期,A、C处于同一主族;C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和;C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍。试回答:
(1)写出元素A的名称: A 。
(2)写出由B、D组成的两种化合物的电子式: 、 。
(3)C的固态氧化物属于 晶体。
(4)写出C的氧化物与D的氧化物对应的水化物反应的离子方程式:
。
(6分)已知C为贵重金属单质,下图中所有物质除C外含有的元素都是短周期元素,其中部分反应物或生成物省略,X是室内装潢材料中产生的主要有害气体之一,G是一种强碱。
回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B、C、G;
(2)写出反应④的化学方程式。
(3)写出反应②的离子方程式:。
(4)用惰性电极电解A溶液,生成4.32gC的同时析出气体在标准状况下的体积是升。
已知:
(丙酮不能发生银镜反应),现有如下转化关系:[F为高聚物,分子式为
]
请回答下列问题:
(1)反应类型:a,b。
(2)有机物A、D的结构简式:A,D。
(3)E→F的化学方程式。