氢气不仅是新能源,也是重要的化工原料。
(1)氢气可由甲烷制备:CH4 (g)+H2O(l)CO(g)+3H2 (g)ΔH=+250.1 kJ·mol-1,已知298 K时,CH4(g)、CO(g)的燃烧热分别为890 kJ·mol-1、283 kJ·mol-1。写出氢气燃烧热的热化学方程式___________。
(2)利用反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH合成清洁能源CH3OH,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①该可逆反应的正反应ΔH______0; A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_____; 压强p1___p2(填“>”“<”或“=”); 在T1和p2条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系: v正___v逆(填“>”“<”或“=”)。
②若在恒温恒容条件下进行上述反应,能表示该可逆反应达到平衡状态的是_____________________ (填序号)。
a.CO物质的量保持不变
b.单位时间内消耗CO的浓度和生成甲醇的浓度相等
c.混合气体的压强不再变化
d.混合气体的密度不再变化
③在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2,在p2 (和T2条件下经10 min达到平衡状态C点,在该条件下,v(CH3OH)=______________________;平衡常数K为_________________________________
空气质量评价的主要污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3和CO等物质。
(1)烟气的脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点。
选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,即在催化剂作用下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
①已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=﹣905.5kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180kJ/mol
则4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=________
②在催化剂作用下,尿素[CO(NH2)2]也可以将NOx反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式_____________________。
(2)电化学法是合成氨的一种新方法,其原理如图1所示,阴极的电极反应是_____________。
(3)氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影响,恒温恒容时,将总物质的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,结果如图2所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化,c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/ n(CO2)]=___________时,尿素产量最大;经计算,图中y=____________(精确到0.01)。
(4)废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①用次氯酸钠氧化氨气,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是__________。
②用H2催化还原法可降低水中NO3-的浓度,得到的产物能参与大气循环,则反应后溶液的pH_________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
KMnO4是一种重要的消毒剂,俗名灰锰氧。某工厂以废旧的锌锰干电池为原料制备高锰酸钾的流程如下(各部分产物已省略):
(1)这种锌锰电池放电时,负极的电极反应是_______________________________ 。
(2)滤渣1灼烧的目的是______________________________;可循环利用的物质是_________________(填化学式)。
(3) “水浸”采用适当加热,搅拌等措施,其目的是_________________________。熔融滤渣可能产生大气污染物是________________(填化学式) 。
(4)向溶液中通入足量CO2的离子方程式:_______________________。
(5)工业上,以石墨为电极电解K2MnO4溶液制备KMnO4,阳极的电极反应式为______________________。
硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ. [查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
(4)硫代硫酸钠与碘反应的离子方程式为:2+I2=+2I−
Ⅱ. [制备产品]实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤:
(1)按如图所示组装好装置后,应先_________________________________________(填操作名称),再按图示加入试剂。仪器B和D的作用是__________________________________________;
(2)先向烧瓶C中加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向烧瓶A中滴加浓H2SO4。C中反应生成Na2S2O3和CO2,化学方程式为____________________________________________________________________。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合液,滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ. [探究与反思]
(4)用I2的标准溶液测定产品的纯度。取10.0g产品,配制成100mL溶液,配制溶液的蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除_______________________________及二氧化碳。取10.00mL溶液。以________________________________溶液为指示剂,用浓度为0.10 mol/L I2的标准溶液进行滴定,相关数据记录如下表所示。
编号 | 1 | 2 | 3 |
溶液的体积/mL | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
消耗I2标准溶液的体积/mL | 19.95 | 17.10 | 20.05 |
滴定时,达到滴定终点的现象是___________________________。Na2S2O3·5H2O在产品中的质量分数是____________________________________(用百分数表示,且保留1位小数)。
少量铁片与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加H2O;②加KNO3溶液;③滴入几滴浓盐酸;④加入少量铁粉;⑤加NaCl溶液;⑥滴入几滴硫酸铜溶液;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发); ⑧改用10mL0.1mol/L盐酸
A. ③④⑥⑦⑧ B. ③⑤⑧ C. ③⑦⑧ D. ①⑥⑦
已知反应A2(?)+2B2(g) 2AB2(g) ΔH,在其他条件不变,改变某一条件时得到如下图象,下列对应图象叙述不正确的是
A.由图甲可知,A2为气体
B.由图甲可知,ΔH<0
C.由图乙可知,T=T0 ℃时,该可逆反应达到平衡状态
D.由图丙可知,t=t0时,改变的条件可能是增加了B2的量