研究汽车尾气的产生、转化对环境保护有重要意义。汽车尾气管中的三元催化剂能同时实现CO、CxHy、NOn三种成分的净化。
(1)已知热化学方程式:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
则反应CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l) ΔH=____kJ·mol-1。
(2)研究表明,温度对CO、CxHy、NOn的产生和排放有较大影响。
①汽车发动机内的温度越高,生成的NO越多,原因是____。
②当汽车刚冷启动时,汽车尾气管排放的CO、CxHy、NOn浓度较高,一段时间后浓度逐渐降低。汽车刚冷启动时排放CO、CxHy、NOn浓度较高的原因是____。
(3)催化剂表面CO、CxHy、NOn的转化如图1所示,化合物W可借助图2 (傅里叶红外光谱图)确定。
①在图1所示转化中,W的化学式为____。若转化Ⅱ中消耗CO的物质的量为1mol,生成N2的物质的量为1mol,则被CxHy还原的W的物质的量为____。
②用H2代替CO、CxHy与W反应,该过程相关物质浓度随时间的变化关系如图3所示。该过程分为两步,第一步反应消耗的H2与W的物质的量之比是____。
(4)尾气净化过程中,有时会产生N2O。用同位素示踪法研究发现N2O的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的N2O几乎都是15NNO。写出该反应的化学方程式:____。
实验室用如图装置(夹持装置略)制备高效水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水,微溶于浓KOH溶液;②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定,在Fe(OH)3或Fe3+催化下发生分解;③在弱碱性至酸性条件下,能与水反应生成O2和Fe(OH)3(或Fe3+)。
(1)装置A用于制取氯气,其中使用恒压漏斗的原因是____。
(2)为防止装置C中K2FeO4分解,可以采取的措施是____和____。
(3)装置C中生成K2FeO4反应的离子方程式为____。
(4)用一定量的K2FeO4处理饮用水,测得产生O2的体积随时间的变化曲线如图所示。t1 s~t2 s内,O2的体积迅速增大的主要原因是____。
(5)验证酸性条件下氧化性FeO42->Cl2的实验方案为:取少量K2FeO4固体于试管中,____。(实验中须使用的的试剂和用品有:浓盐酸,NaOH溶液、淀粉KI试纸、棉花)
(6)根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2>FeO42-,而第(5)小题实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,原因是____。
硫酸铁铵[(NH4)xFey(SO4)z∙nH2O]是一种重要铁盐,实验室采用废铁屑来制备硫酸铁铵的流程如下:
(1)将废铁屑和Na2CO3溶液混合煮沸可除去铁屑表面的油脂,原理是_____________。
(2)“氧化”过程需使用足量的H2O2,同时溶液要保持pH小于0.5,目的是__________。
(3)化学兴趣小组用如下方法测定硫酸铁铵晶体的化学式:
步骤1:准确称取样品28.92 g,溶于水配成100 mL溶液。
步骤2:准确量取25.00 mL步骤1所得溶液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,滴加过量的SnCl2溶液(Sn2+与Fe3+反应生成Sn4+和Fe2+),充分反应后除去过量的Sn2+。用0.1000mol∙L-1的K2Cr2O7溶液滴定Fe2+,滴定至终点时消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。(滴定过程中Cr2O72-转化成Cr3+)
步骤3:准确量取25.00 mL步骤1所得溶液于锥形瓶中,加入过量的BaCl2溶液,将所得白色沉淀过滤、洗涤、干燥后称量,所得固体质量为6.99 g。
①排除装有K2Cr2O7溶液的滴定管尖嘴处气泡的方法是_________。
②通过计算确定该硫酸铁铵的化学式____________(写出计算过程)。
化合物H是一种药物合成中间体,其合成路线如下:
(1)A→B的反应的类型是____________反应。
(2)化合物H中所含官能团的名称是____________和____________。
(3)化合物C的结构简式为___________。B→C反应时会生成一种与C互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为___________。
(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:____________。
①能发生水解反应,所得两种水解产物均含有3种化学环境不同的氢;
②分子中含有六元环,能使溴的四氯化碳溶液褪色。
(5)已知:CH3CH2OH。写出以环氧乙烷()、、乙醇和乙醇钠为原料制备的合成路线流程图_______________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
工业上由MnS矿(还含少量FeCO3、MgO等)制备高纯硫酸锰,工艺如图所示:
已知相关金属离子(浓度为0.1mol·L-1)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.8 | 8.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 3.2 | 10.9 |
(1)“酸浸”过程中,MnS(难溶)发生反应的离子方程式为_____________。
(2)“酸浸”时MnO2应过量,目的是____________和将Fe2+氧化为Fe3+。
(3)已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。常温下,当溶液的pH=2时,c(Fe3+)=______________mol·L-1。
(4)“除杂”时若溶液pH过低,Mg2+沉淀不完全,原因是_______________。
(5)“沉锰”反应的化学方程式为_____________。
(6)用MnO2悬浊液吸收SO2也可以制取MnSO4。将SO2和空气的混合气通入MnO2悬浊液,测得吸收液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如图。导致Mn2+、SO42-浓度变化产生明显差异的原因是_____________。
将CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g),一定条件下,现有两个体积均为1.0 L的恒容密闭容器甲和乙,在甲中充入0.1 mol CO2和0.18 mol H2,在乙中充入0.2 mol CO2和0.36 mol H2,发生上述反应并达到平衡。该反应中CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.曲线X表示的是容器甲中CO2的平衡转化率随温度的变化
B.体系的总压强P总:P总(状态Ⅱ)<2P总(状态Ⅲ)
C.将状态Ⅰ对应的容器升温到T2K,可变成状态Ⅱ
D.T2 K时,向空的容器甲中充入CO2(g)、H2(g)、CH3OCH3(g)和H2O(g)各1mol,反应将向正方向进行