二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(1)目前工业上用的捕碳剂NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3=______________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)
(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为:
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
起始时按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时的H2和H2O的物质的量如图甲所示:
①下列说法正确的是________;
A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.其它条件不变时,若压缩容器容积,则活化分子百分数增大,v正和v逆均增大
C.测得容器内混合气体平均分子量不随时间改变时,说明反应已达到平衡
D.使用合适的催化剂,催化剂改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率
②393K下,H2的平衡转化率为__________(保留三位有效数字);
③393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投入CO2和H2则n(H2)/n(C2H4)将__________(填“变大”或“不变”或“变小”或“无法确定”);
方法二:用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
④b电极上的电极反应式为_________________________;
⑤该装置中使用的是_________________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
重铬酸钠俗称红矾钠,是重要的化工产品和强氧化剂.工业制备红矾钠的流程如下:
(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如可写成,则可写成 ______ .
(2)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的生成可溶于水的,反应化学方程式如下:为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是 ______ 写一种即可
(3)已知在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
;
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 ______ .
②混合溶液乙中溶质的化学式是 ______ .
(4)在含废水中存在着平衡:,请写出该平衡的平衡常数表达式 ______ ,若继续加水稀释,平衡将 ______ 移动填“正向”、“逆向”“不”.
(5)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:--._________
肉桂酸是一种香料,具有很好的保香作用,通常作为配香原料,可使主香料的香气更加清香.实验室制备肉桂酸的化学方程式为:
(CH3CO)2CH3COOH
主要试剂及其物理性质
名称 | 分子量 | 性状 | 密度 | 熔点 | 沸点 | 溶解度:克溶剂 | ||
水 | 醇 | 醚 | ||||||
苯甲醛 | 106 | 无色液体 | 互溶 | 互溶 | ||||
乙酸酐 | 102 | 无色液体 | 12 | 溶 | 不溶 | |||
肉桂酸 | 148 | 无色结晶 | 300 | 24 | 溶 |
密度:常压,测定 主要实验步骤和装置如下:
Ⅰ合成:按图1连接仪器,加入苯甲醛、乙酸酐和无水碳酸钾.在,将此混合物回流45min.
Ⅱ分离与提纯:将上述合成的产品冷却后边搅拌边加入40ml水浸泡5分钟,并用水蒸气蒸馏,从混合物中除去未反应的苯甲醛,得到粗产品;将上述粗产品冷却后加入40ml 的氢氧化钠水溶液,再加90ml水,加热活性炭脱色,趁热过滤、冷却;将1:1的盐酸在搅拌下加入到肉桂酸盐溶液中,至溶液呈酸性,经冷却、减压过滤、洗涤、干燥等操作得到较纯净的肉桂酸;
水蒸气蒸馏:使有机物可在较低的温度下从混合物中蒸馏出来,可以避免在常压下蒸馏时所造成的损失,提高分离提纯的效率.同时在操作和装置方面也较减压蒸馏简便一些,所以水蒸气蒸馏可以应用于分离和提纯有机物.回答下列问题:
(1)合成肉桂酸的实验需在无水条件下进行,实验前仪器必须干燥的原因是 ______ 实验中为控制温度在需在 ______ 中加热.
A.水 甘油沸点 砂子 植物油沸点
(2)图2中装置a的作用是 ______ ,装置b中长玻璃导管要伸入混合物中的原因是 ______ ,水蒸气蒸馏后产品在 ______ 填仪器名称;
(3)趁热过滤的目的 ______ ;
(4)加入1:1的盐酸的目的是 ______ ,析出肉桂酸晶体过滤后洗涤,洗涤剂是 ______ ;
(5)5.3g苯甲醛、乙酸酐和无水碳酸钾充分反应得到肉桂酸实际,则产率是 ______ 保留3位有效数字.
氮及其化合物在工业生产和国防建设中有广泛应用。回答下列问题:
(1)氮气性质稳定,可用作保护气。请用电子式表示氮气的形成过程:
__________________________________________。
(2)联氨(N2H4)是一种还原剂。已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol。试结合下表数据,写出N2H4(g)燃烧热的热化学方程式:___________________________。
化学键 | N—H | N—N | N=N | N≡N | O=O | O—H |
键能(kJ/mol) | 390.8 | 193 | 418 | 946 | 497.3 | 462.8 |
(3)KCN可用于溶解难溶金属卤化物。将AgI溶于KCN溶液中,形成稳定的Ag(CN)2—,该转化的离子方程式为:______________________________。若已知Ksp(AgI)=1.5×10—16,K稳[Ag(CN)2—]=1.0×10-21,则上述转化方程式的平衡常数K=_________________。(提示:K稳越大,表示该化合物越稳定)
(4)氨的催化氧化用于工业生产硝酸。该反应可设计成新型电池,试写出碱性环境下,该电池的负极电极反应式:_________________________。
(5)将某浓度的NO2气体充入一恒容绝热容器中,发生反应2NO2N2O4其相关图像如下。
①0~3s时v(NO2)增大的原因是_____________________________。
②5s时NO2转化率为_______________。
实验室可利用SO2与Cl2在活性炭的催化下制取一种重要的有机合成试剂磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反应装置如下图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈的水解反应,遇潮湿空气会产生白雾。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合价为__________。
(2)仪器D的名称是___________。
(3)乙、丙装置制取原料气Cl2与SO2。
①乙装置F中充满Cl2,则E中所盛放的溶液为_____________(填溶液的名称)。
②丙装置中试剂X、Y的组合最好是_____________。
A 98%浓硫酸+Cu B 70%H2SO4+Na2SO3 C 浓HNO3+Na2SO3
(4)上述装置的正确连接顺序为________、________、丁、_______、_________(用甲、乙、丙表示,可重复使用)。
(5)B装置中从a口通入冷水的作用是_________;C装置的作用是_______________。
(6)SO2Cl2遇水能发生剧烈的水解反应,会产生白雾,则SO2Cl2发生水解反应的化学方程式为________。
(7)若反应中消耗氯气的体积为1.12L(已转化为标准状况,SO2足量),最后通过蒸馏得到纯净的磺酰氯5.13g,则磺酰氯的产率为______________(保留三位有效数字)。
天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
I.(1)已知:一定条件下可被甲烷还原“纳米级”的金属铁。其反应为:
①此反应的化学平衡常数表达式为______
②在容积均为VL的I、II、III三个相同密闭容器中加入足量,然后分别充入amol ,三个容器的反应温度分别为、、且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时的体积分数如图1所示,此时I、II、III三个容器中一定处于化学平衡状态的是______;上述反应的______填“大于”或“小于”,该反应在______填“高温”、“低温”或“任意温度”下可自发进行。
利用天然气为原料的一种工业合成氨简式流程图如图2:
(1)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:Ⅰ;
Ⅱ;
①对于反应Ⅰ,在一定温度下的恒容容器中,表示其已达到最大化学反应限度的叙述正确的是______。
A.单位时间内 1mol 消耗,同时有 3mol 生成;
B.、、CO 的物质的量浓度相等;
C.混合气体的密度不再改变;
D.混合气体的压强不再改变。
②则反应 ;______ 用含 、 的代数式表示。
(2)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,反应原理为:在容积为 10L 的密闭容器中进行,起始时充入 、 反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图3所示。
①实验 a 从开始至平衡时的反应速率 ______;实验 c 中 的平衡转化率 为______。
②与实验 a 相比,其他两组改变的实验条件是:b______,c______。
③M点的逆反应速率______ N点的正反应速率填“”、“”或“”;N点时再加入一定量,平衡后的体积分数______ 填“增大”、“减小”或“不变”。