近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了甲醇(CH3OH)制氢车载燃料电池工艺,其原理如下流程图所示:
①流程图中,甲醇与水在选择氧化器中反应生成二氧化碳和氢气,写出该反应的化学方程式
②该车载燃料电池的介质为碱性环境,请写出该燃料电池的正极反应式为
(2)美国Bay等工厂成功研制了以甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
①此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式K=
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表,在830 ℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有________(填实验编号)。
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1 000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
实验编号 |
n(CO) |
n(H2O) |
n(H2) |
n(CO2) |
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
C |
3 |
3 |
0 |
0 |
D |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
③若400 ℃时,第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2kJ,第Ⅰ步反应的热化学方程式为:CH4(g) + H2O(g) === 3H2(g) + CO(g) ΔH=-103.3 kJ·mol-1则400 ℃时,甲烷和水蒸反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为:
(3)我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法,下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。
要得出如图所示的实验结果,需要测定的实验数据是 ,本实验的目的是 。
请配平完成以下氧化还原反应 :
①配平并标出标出电子转移的方向和数目。
( )Al +( )NaOH +( )H2O==( )Na[Al(OH)4] +( )H2 ↑
②( )NaBO2 + ( )SiO2+ ( )Na+ ()H2=( )NaBH4+ ()Na2SiO3
③( )MnO4-+( )C2O42-+______= ( )Mn2++( )CO2↑+________
向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,请完成下列问题:
(1)写出反应的离子方程式:__________________。
(2)下列三种情况下,离子方程式与(1)相同的是________(填序号)。
A.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
B.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-恰好完全沉淀
C.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液中显中性
(3)若缓缓加入稀硫酸直至过量,整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用下图中的_______曲线表示(填序号)。
(4)若有一表面光滑的塑料小球悬浮于Ba(OH)2溶液中央,如图所示,向该烧杯里缓缓注入与Ba(OH)2溶液等密度的稀硫酸至恰好完全反应。在此实验过程中,小球将___ 。
A~J均为有机化合物,它们之间的转化如下图所示。
实验表明:
①D既能发生银镜反应,又能与金属钠反应放出氢气;
②核磁共振氢谱表明F分子中有三种氢,且其峰面积之比为1:1:1;
③G能使溴的四氯化碳溶液褪色;[
④I中有两个环状结构;
⑤1 mol J与足量金属钠反应可放出22.4 L氢气(标准状况)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)A的结构简式为 (不考虑立体异构),由A生成B的反应类型是 反应;
(2)D的结构简式为 ;
(3)由E生成F的化学方程式为 ,与E具有相同官能团的E的同分异构体除了和
以外,还有 、 (写出结构简式,不考虑立体异构)。
(4)G的结构简式为 ;
(5)由I生成J的化学方程式为 。
N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
(1)N2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);ΔH>0
①反应达到平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
t/s |
0 |
500 |
1000 |
c(N2O5)/mol·L-1 |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
则500 s内N2O5的分解速率为 。
③在T2温度下,反应1000 s时测得NO2的浓度为4.98 mol·L-1,则T2 T1(填>、<或=)。
(3)现以H2、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2。
写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式 ,N2O5在电解池的 区生成(填“阳极”或“阴极”)。
有一混合物的水溶液,只可能含以下离子中的若干种:K+ 、Al3+ 、Fe3+ 、Mg2+ 、Ba2+ 、 NH4+、Cl- 、CO32-、SO42 -,现取三份100 mL溶液进行如下实验:
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。
②第二份加过量NaOH溶液加热后收集到气体0.02 mol,无沉淀生成,同时得到溶液甲。
③在甲溶液中通过量CO2,生成白色沉淀,沉淀经过滤、洗涤、灼烧,质量为1.02 g。
④第三份加足量BaCl2溶液后得白色沉淀,沉淀经足量盐酸洗涤干燥后质量为11.65 g。
根据上述实验回答:
(1)一定不存在的离子是___________,不能确定是否存在的离子是_____________。
(2)试确定溶液中肯定存在的阴离子及其浓度(可不填满):
离子符号______,浓度__________________;
离子符号______,浓度__________________;
离子符号______,浓度__________________;
(3)试确定K+ 是否存在________(填“是”或“否”),判断的理由是__________。