(16+2分)目前低碳经济已成为科学家研究的主要课题之一,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起全世界的关注:
(1)用电弧法合成的储氢材料常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这些杂质颗粒通常用硫酸酸化的锰酸钾氧化除去,在反应中,杂质碳被氧化为无污染气体而除去,Mn元素转变为Mn2+,请写出对应的化学方程式并配平: ;
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验2条件下的H2O 体积分数为 ;
②下列方法中可以证明上述已达平衡状态的是 ;
a.单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol CO
b.容器内压强不再变化
c.混合气体密度不再变化
d.混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.CO2的质量分数不再变化
③已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
气化反应式 | lgK | ||
700K | 900K | 1200K | |
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) | -2.64 | -0.39 | 1.58 |
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) | -1.67 | -0.03 | 1.44 |
则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在900K时,该反应平衡常数的对数值(lgK)= _。
(3)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) △ H 1=-393.5kJ·mol-1
CO2(g)+C(s) =2CO(g) △ H 2=+172.5kJ·mol-1
S(s)+O2(g) =SO2(g) △ H 3=-296.0kJ·mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式 。
(4)25℃时,在20 mL0.1 mol/L醋酸中加入V mL0.1 mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,
下列说法正确的是________。
A.pH=3的CH3COOH溶液和pH=11的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH—)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(CH3COO—)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(CH3COO—)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(CH3COO—)< c(Na+)=0.1mol/L
(5)下图是一种新型燃料电池,它以CO为燃料,一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质,图2是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式 ;
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与 极(填“C”或“D”)相连。
(14+2分)已知元素X、Y、Z、W、Q均为短周期元素,原子序数依次增大。X基态原子的核外电子分布在3个能级,且各能级电子数相等,Z是地壳中含量最多的元素,W是电负性最大的元素,元素Q的核电荷数等于Y、W原子的最外层电子数之和。另有R元素位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,外围电子层有2个未成对电子。请回答下列问题。
(1)微粒的中心原子杂化类型为 ,化合物YW3的空间构型为 。
(2)R基态原子的电子排布式为 。
(3)一种新型超导晶体的晶胞如图所示,则该晶体的化学式为 ,
其中一个Q原子紧邻 个R原子。
(4)R的氢氧化物能溶于含XY-离子的溶液生成一种配离子[R(XY)4]2-,该反应的离子方程式是 。弱酸HXY分子中存在的σ键与π键的数目之比为 。
下列说法正确的是
A.0.01mol/L的Na2HPO4溶液中存在如下的平衡:HPO42-H++PO43-,加水稀释,使溶液中的HPO42-、H+、PO43-的浓度均减小
B.饱和NH4Cl溶液中:c(H+)+c(Cl-)=c(NH4+)+2c(NH3•H2O)+c(OH-)
C.常温下,0.01mol/L的 HA和BOH两种溶液,其pH值分别为3和12,将两溶液等体积混和后,所得溶液的pH≤7
D.在NH4HSO3 与NH4Cl混合溶液中,c(NH4+)= c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(H2SO3)+ c(Cl-)
下图中甲池是以甲醇为原料,KOH为电解质的高效燃料电池,电化学过程的如图。
下列说法中不正确的是
A.甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
B.若乙池中为足量AgNO3溶液,则阳极的电极反应为: 4OH--4e- = 2H2O+O2↑
C.若乙池中为一定量CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子数为0.2NA
D.常温常压下,1 g CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ,表示该反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+1.5O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -725.80 kJ·mol-1
在盛有足量A的体积可变的密闭容器中,加入B,发生反应:A(s)+2B(g)4C (s)+D(g),△H<0。在一定温度、压强下达到平衡。平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。
下列说法正确的是
A.平衡时B的转化率为50%
B.若再加入B,则再次达到平衡时正、逆反应速率均增大
C.若保持压强一定,再加入B,则反应体系气体密度减小
D.若保持压强一定,当温度升高10℃后,则图中θ>45º
下列离子组在给定条件下能否大量共存的判断正确,所发生反应的离子方程式也正确的是