甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
① CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H1
② CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H2
③ CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)已知
化学键 |
H-H |
C-O |
C=O |
H-O |
C-H |
E/(kJ.mol-1) |
436 |
343 |
1076 |
465 |
413 |
则△H1= kJ.mol-1
(2)图1中能正确表现反应①的平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),判断理由是 。
(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”)原因是 。
图2中的压强由大到小为 ,判断理由是 。
连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有极强的还原性。受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热,甚至引起燃烧。不溶于乙醇,可溶于氢氧化钠水溶液并稳定存在。
(1)保险粉应如何保存?______________________________(填一注意事项)。
(2)锌粉法是制备Na2S2O4的一种常见方法,其原理如图所示:
①步骤I中SO2表现了____________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”);若用Na2SO3固体和某酸反应制备SO2气体,你认为下列最适宜选用的酸是____________
A.浓盐酸 | B.质量分数为70%的H2SO4 |
C.稀硝酸 | D.质量分数为10%的稀硫酸 |
②常温下,若ZnS2O4悬浊液中c(Zn2+)=0.1mol·L-1,则应加氢氧化钠溶液调至pH≥_________,才能使Zn(OH)2沉淀完全(已知离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1,即沉淀完全;Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17)
③步骤Ⅲ过程较为复杂,其中涉及过滤,洗涤,干燥等过程,请写出洗涤过程:_______________.
(3)甲酸钠法是制备Na2S2O4的一种新方法,其原理为将甲酸钠(HCOONa)、碳酸钠溶于乙醇中,再通入足量的SO2气体,析出Na2S2O4固体。完成反应的化学方程式:
____HCOONa+____SO2+___Na2CO3===____Na2S2O4↓+___H2O+_________
(4)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其方程式为:
①2Na2S2O4+O2+H2O=4NaHSO3或②2Na2S2O4+O2+H2O=4NaHSO3+NaHSO4
请设计实验证明氧化时发生的是②的反应。____________________________.
X是短周期中原子半径最小的元素,X、Y组成的气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
(1)Y的原子结构示意图是_______________.
(2)甲的水溶液与硫酸铝溶液反应离子方程式.
(3)甲与氯化氢反应生成乙.乙所含化学键类型有.在0.1mol•L﹣1乙溶液中,所含离子浓度由大到小的顺序是.
(4)工业上,可通过如下转化制得尿素晶体:
①Ⅰ中恒温恒容条件下,能同时提高化学反应速率和NH3产率的是。
②反应Ⅱ:2NH3(g)+ CO2(g)CO(NH2)2(g)+ H2O(g) △H1 =" -536.1" kJ·mol-1
(i)此反应的平衡常数表达式K=。升高温度,K值(填增大、减小或不变)。
(ii)尿素可用于处理汽车尾气。CO(NH2)2(g)与尾气中NO反应生成CO2、N2、H2O(g)排出。
已知:4NH3(g)+ 6NO(g)= 5N2(g)+ 6H2O(g) △H2 =" -1806.4" kJ·mol-1
写出CO(NH2)2(g)与NO反应的热化学方程式。
[《物质结构与性质》选考题]现代世界产量最高的金属是Fe、Al、Cu。
(1)Fe、Al、Cu三种元素第一电离能由高到低的排序为;Fe2+的电子排布式为。
(2)Cu(OH)2溶于浓氨水形成色铜氨溶液;乙二酸()分子中碳原子杂化类型为,分子中σ键比π键多个。
(3)以下变化伴随化学键破坏的是(填下列选项标号)
A.冰融化 | B.铝气化 | C.AlCl3溶于水 | D.胆矾受热变白 |
(4)二氧化硅晶体结构示意图如下,每个氧原子最近且等距离相邻个氧原子。
以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式,其过程简示如下:
(1)甲烷脱硫的主要目的是。
(2)甲烷一次转化发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
。
在20L的密闭容器中充入CH4(g)、H2O(g)各1mol,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P1(选填>、<、=)P2;若3min后在150℃、压强为P2时达到平衡,平均反应速率v(H2)=。
(3)传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气,用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用?。
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液,可吸收H2S、O2、CO、CO2等,该铜洗液吸收CO2的化学方程式:。
(4)n(N2) :n(H2)="1" : 3原料气进入合成塔,控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率?。
(5)NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO3溶液至c(Ag+)="0.07" mol·L-1,溶液中浓度比
c(Cl-):c(Br-):c(I-) = ::1。
AgCl |
AgBr |
AgI |
|
Ksp |
2×10-10 |
5×10-13 |
1×10-16 |
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,X元素的族序数是周期序数的2倍;Y的单质在空气中燃烧生成一种淡黄色的固体;Z元素最高化合价与最低化合价绝对值之差等于4;W元素在周期表中位于非金属性最强的元素下方。请回答:
(1)X元素在周期表中的位置是;W-离子的结构示意图为。
(2)X元素可形成多种气态氢化物,其中相对分子质量为26的气态氢化物的电子式为;25℃、101kPa时该气态氢化物热值为5×104 kJ•kg-1,则其标准燃烧热为。
(3)写出一种适宜实验室制取W单质的离子方程式:。
(4)室温时金可溶于王水(浓盐酸和浓硝酸混合物)生成HAuCl4,若反应过程中消耗的氧化剂与还原剂物质的量相等,则该化学方程式为。