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)= 。
100℃时该反应的平衡常数K= ;若升高温度,平衡常数K将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
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)。
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)。
铜单质及其化合物在工业生产和科研中有重要作用。
(1)已知:2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H=-292kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式:;
(2)现用氯化铜晶体(CuCl2·2H2O,含氯化亚铁杂质)制取纯净的CuCl2·2H2O。先将其制成水溶液,后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表
金属离子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
氢氧化物开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
氢氧化物完全沉淀时的pH |
3.2 |
9.0 |
6.7 |
请回答下列问题:
①现有氧化剂NaClO、H2O2、KMnO4,X加哪种好,为什么? ;
该反应的离子方程式为。
②溶液II中除Cu2+外,还有 金属离子,如何检验其存在。
③物质Y不能为下列的
a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3d.Cu2(OH)2CO3e.CaO f.NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是 。
金属镁及其化合物不仅在国防上有重要应用,在化学研究中也有广泛应用。
(1)某同学研究反应速率时用如下方法:取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图所示。镁与盐酸反应的离子方程式为;在前4min内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4 min之后,反应速率逐渐减慢,请简述其原因:_____________。
(2)向少量的Mg(OH)2悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液,固体完全溶解,写出NH4Cl饱和溶液使Mg(OH)2悬浊液溶解的离子方程式。
(3)Mg Al可形成原电池:
编号 |
电极材料 |
电解质溶液 |
电子流动 方向 |
1 |
Mg Al |
稀盐酸 |
Mg流向Al |
2 |
Mg Al |
NaOH溶液 |
根据上表中的实验现象完成下列问题:
①实验1中Mg为极;
②实验2中电子流动方向 ,Al为极,为什么? 。
(1)有下列物质 ①Cu;②液态SO2;③CH3COOH;④NaHCO3;⑤H2O;⑥熔融NaCl;⑦BaSO4 属于弱电解质的是(填序号)
(2)常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中Na+、HCO3―、CO32―、OH―四种微粒的浓度由大到小的顺序为:。NaHCO3水解的离子方程式。
(3)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 |
HA物质的量浓度(mol·L-1) |
NaOH物质的量浓度(mol·L-1) |
混合溶液 的pH |
a |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
b |
c |
0.2 |
pH=7 |
请回答:
①从a组情况分析, HA是强酸还是弱酸。
②b组情况表明,c0.2 (选填“大于”、“小于”或 “等于”)。混合溶液中离子浓度c(A-)_______ c(Na+)。(选填“大于”、“小于”或 “等于”)
③a组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=mol·L-1。
现有下列九种物质:①H2②铝③CuO④CO2⑤稀H2SO4⑥稀硝酸 ⑦氨水⑧Ba(OH)2固体 ⑨熔融Al2(SO4)3,用序号回答下列问题。
(1)上述物质中,属于碱的是。
(2)上述物质或溶液中若两两反应的离子方程式为:H++OH—H2O,则对应的两种物质是。
(3)上述物质或其溶液若两两反应生成氢气,则对应的两种物质的组合分别是。
(4)17.1g⑨溶于水配成250mL溶液, SO42-的物质的量浓度为。
(5)在⑧的溶液中通入过量的④,写出总反应的离子方程式。
(6)在特殊条件下,②与⑥发生反应的化学方程式为:8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 +3X + 9H2O,该反应中X的化学式是,其中还原剂与氧化剂的物质的量之比是,当有8.1g Al发生反应时,转移电子的物质的量为。
某课题组研究以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺,其设计的流程如下:
回答下列问题:
(1)已知在焙烧硫铁矿石过程中铁元素转化成了Fe3O4,则该反应的化学方程式;
(2)“酸溶”中反应的离子方程式为;
(3)“过滤”后滤液中金属阳离子有;
(4)“氧化”中使用的氧化剂最好是;
(5)该工艺流程中产生的SO2会污染空气并形成酸雨,下列物质:①BaCl2②品红③石灰乳 ④O2,用于吸收SO2最好的是。