科学家经过研究发现,CO2 与 H2 在催化剂作用下可转化成 CH3OH 燃料,是一种减排、环保的有效方法。该可 逆反应发生过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)为吸热反应
B.使用催化剂 x 时,正反应的活化能 = △H + 逆反应活化能
C.其他条件一定,与其他催化剂相比,使用催化剂 z 时,反应物 转化率可能更高
D.从图中可知,选用不同的催化剂,反应的△H也不同
氯乙烯是一种重要的有机化工原料,某化学小组利用如图装置制备氯乙烯,下列有关说法错误的是
A.装置乙中发生反应的化学方程式为:CH3CH3+HCl+O2CH2=CHCl+2H2O
B.装置甲可通过控制通入气体的速率来控制反应气体的物质的量之比
C.装置丙的主要作用为冷凝并分离出氯乙烯
D.装置丁可以完全吸收尾气,实现尾气零排放
斑蝥黄是一种有机颜料,其结构如图所示,下列说法正确的是
A.斑蝥黄的分子式为 C40H50O2
B.斑蝥黄的一氯代物可能存在 13 种结构(不考虑立体异构)
C.斑蝥黄能发生加成反应和酯化反应
D.斑蝥黄易溶于水和有机溶剂
化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A.向豆浆中加入食用氯化钙使其凝固制豆腐的原理是胶体的聚沉
B.装修时用液态 CO2 作溶剂的油漆代替苯作溶剂的油漆,有利于环保
C.日常生活中常用合成材料涤纶是通过缩聚反应合成的
D.碳纤维、光导纤维、合成纤维均属于新型无机非金属材料
中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯,其反应如下:2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0
化学键 | H—H | C—H | C=C | C—C |
E(kJ/mol) | a | b | c | d |
(1)已知相关化学键的键能如上表,甲烷制备乙烯反应的ΔH=____________ (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(2)T1温度时,向1 L的恒容反应器中充入2mol CH4 ,仅发生上述反应,反应过程中 0~15min CH4的物质的量随时间变化如图1,测得10~15min时H2的浓度为1.6mol/L。
①0~10min内CH4表示的反应速率为__________mol/(L·min)。
②若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(CH4)变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________ (填“a”或 “b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(CH4)发生图1中所示变化,则改变的条件可能是_____________________________________(任答一条即可)。
(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2)其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,T1温度时k正与k逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v正____v逆(填“>”“=”或“<”),判断的理由是_________________ 。
(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示,电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体,可在高温下传导O2-。
①C极的Pt为______ 极(填“阳”或“阴” )。
②该电池工作时负极反应方程式为_____________________。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL,则阴极区所得溶液在25℃时pH=_______ (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。
五氧化二钒用作冶金添加剂,占五氧化二钒总消耗量的 80%以上,其次是用作有机化工的催化剂。为了增加V2O5 的利用率,我们从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2 和Fe2O3 等) 中回收 V2O5 的一种生产工艺流程示意图:
部分含钒物质在水中的溶解性如表所示,回答下列问题:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
(1)①中废渣的主要成分是 __________________________;①中V2O5 发生反应的离子方程式为 ___________________________ 。
(2)②、③中的变化过程可简化为(下式中的R 表示 VO2+或 Fe3+,HA 表示有机萃取剂的主要成分)R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)⇌ 2RA(有机层)+ nH2SO4(水层)。②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 ______________________;实验室进行萃取操作使用的玻璃仪器为 ______________________。
(3)实验室用的原料中V2O5 占 6%(原料中的所有钒已换算成 V2O5)。取 100 g 该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验,当加入 100 mL 0.1 mol•L -1 的KClO3 溶液时,溶液中的钒恰好被完全处理,假设以后各步钒没有损失,则该实验中钒的回收率是 __________________[M(V2O5)=182 g•mol -1]。
(4)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液 pH 之间的关系如表所示:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 |
钒沉淀率/% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.6 | 96.4 | 93.1 |
试判断在实际生产时,⑤中加入 NH4Cl 调节溶液的最佳 pH为____________;若钒沉淀率为 93.1%时不产生 Fe(OH)3 沉淀,则此时溶液中 c(Fe3+)≤____________ (已知:25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10 -39)。