氢气是一种清洁能源,氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点;氢气也是重要的化工原料。
(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气发生反应:
2H2O(g)2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol﹣1,不同时段产生O2的量见下表:
时间/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
n(O2)/mol |
0.0010 |
0.0016 |
0.0020 |
0.0020 |
上述反应过程中能量转化形式为光能转化为 能,达平衡过程中至少需要吸收光能为 kJ(保留三位小数)。
(2)氢气是合成氨工业的原料,合成塔中每产生2mol NH3,放出92.2kJ热量.已知:
则1mol N﹣H键断裂吸收的能量约等于 。
(3)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是 。
(4)氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是 H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2。请由总反应式回答:
1.电解质溶液应该是 (选填酸溶液、碱溶液),
②.电池放电时,负极反应式为 ,
3.外电路中每通过0.2NA个电子时,H2的质量理论上减小 g,
4.电池工作时,电子由 极通过外电路流向 极(选填正、负)。
(l)当前频繁出现的雾霾天气与汽车尾气的排放有一定的关系,为了减少污染,可尝试使用汽车尾气净化装置,其原理如图所示。
写出净化过程中的总化学反应方程式 。
(2)目前科学家也在尝试用Cu+做催化刘,将汽车尾气中NO2转化为无毒的N2,其原理如下图所示:
①该过程中,还原剂是 《填物质名称).
②若某辆汽车的NO排放为0.09g/km.则该车行驶100km.完成上述转化理论上需消耗乙烯的质量为 g.
(3)为探究本地区雾霾中的可溶性颗粒的成分,某化学研究性小组进行了实验探究.
[查阅资料]雾霾颗粒样品中可能含有及一种常见阳离子
.现进行如下实脸
请回答下列问题:
①根据上述实验,雾霾浸取液中一定含有的离子是_,肯定没有的离子是_ .
②若气体D遇空气会空成红棕色,则沉淀A中一定含有_ (填化学式).
某研究小组在实验室中将工厂废弃的合金,经过一系列的反应,制得氯化铝固体、硝酸铜晶体和铁红。其实验方案如下:
(1)该小组所用的合金中含有的金属为铁、 、 (填名称)。
(2)操作①、③使用的主要玻璃仪器是_,简述操作②的方法: 。操作④实验操作步骤包括:加热浓缩、冷却结晶、 (填操作名称)、洗涤、干燥。
(3)写出滤渣B中较活泼金属与足量稀HN03后发生反应的离子方程式: ;
(4)若该小组通过上述实验流程制得铁红80g,假设实验过程中无质量损失,则合金中铁的质量为 g;
(5)上述实验流程中符合“绿色化学”理念的做法是 (答出一点即可)。
(1)某工厂用NH3和空气来联合处理工厂尾气中的等体积SO2和NO2,不仅除去了有害气体,还得到副产品—含两种按盐的化肥。若反应所消耗的NH3和空气的体积比为4:5(空气中O2的体积分数以计),则处理废气时发生反应的总化学方程式为 。若该工厂用此方法处理废气,一天中消耗了空气336m3(假定反应中O2无损失),则生成化肥的总质量为 。
(2)该工厂废气中含有大量温室气体—CO2。为减少碳排放,该工厂尝试用以下反应制备甲醇:。一定温度下,在恒容的密闭容器中充入1 mol CO2和3mol H2。实验测得CO2和CH3 OH (g)的浓度随时间变化如下图所示。
0-10分钟内,CH3 OH的生成速率为 ,达平衡时,CO2转化率为 ,若第 10min时,向容器中再通人3mol H2,再次达平衡时,CO2的转化率会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(本题共14分)丙烯是重要的工业原料,以丙烯为原料合成有机玻璃和药物喹啉的流程如下:结构简式:A为 , C为 ;
①~⑩反应中属于属于消去反应的有 ;
设计反应①、②的目的是 ;
反应①的方程式为 ;
反应④的方程式为 ;
反应⑦的化学反应类型是 ;
反应②的条件为 。
(本题共8分)二氧化碳和氢气在一定条件下可以制得烯烃,该技术已成为节能减碳的有效途径之一。已知二氧化碳和氢气按1:3比例可合成烯烃B, B的产量是衡量一个国家石油化工水平的标志。下图是合成橡胶和TNT的路线。
已知工业上由煤焦油提取苯的操作名称为_______。E的结构简式为__________________。
写出反应类型:反应②________________;反应③__________________。
写出反应D+E的化学方程式_______________________。
D在一定条件下与足量H2反应后的产物,其一氯代物有_________种。