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2019年国际非政府组织“全球碳计划”12月4日发布报告:研究显示,全球二氧化碳...

2019年国际非政府组织“全球碳计划”124日发布报告:研究显示,全球二氧化碳排放量增速趋于缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

1)一种途径是将CO2转化为成为有机物实现碳循环。如:

C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l)    ΔH-44.2 kJ·mol1

2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g)     ΔH+1411.0 kJ·mol1

2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g)   ΔH___________

2CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier 提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程:

 

①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为:___________________________________

HCOOHCO2转化为CH4的中间体:CO2 HCOOH CH4当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,当增加镍粉的用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是_______________(填III

3CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:

反应ICO2(g) + 4H2 (g)CH4 (g) +2H2O(g)

反应II2CO2(g) + 6H2 (g)C2H4 (g) +4H2O(g)

1L密闭容器中冲入1molCO24molH2,测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时,CO2的转化率为_________T1℃时,反应I的平衡常数K=_______

4)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g) + 6H2 (g)C2H5OH (g) +4H2O(g)  ΔHm代表起始时的投料比,即m=.

①图1中投料比相同,温度T3>T2>T1,ΔH_____(填“>”或“<”)0.

m=3时,该反应达到平衡状态后p(总)=20ɑ MPa ,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2.则曲线b代表的物质为_______(填化学式)

 

+1366.8kJ·mol-1 3Fe+4H2O(g)4H2+Fe3O4 Ⅱ < CO2 【解析】 (1)①C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l) ΔH=-44.2kJ·mol-1 ②2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g) ΔH=+1411.0kJ·mol-1,根据盖斯定律,①+②得:2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g),求焓变; (2)①根据流程图可知反应物为:Fe、H2O,生成物为:H2、Fe3O4; ②当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量在迅速减少,说明甲酸的消耗速率大于其生成速率,因此说明反应Ⅱ的速率要比反应Ⅰ的速率增加得快;。 (3)1L容器,T1℃时,根据三段是: 求出CO2的转化率、反应I的平衡常数K; (4)①根据图示,温度越高,H2转化率越低,说明正反应为放热反应; ②温度升高,反应逆向进行,所以产物的物质的量是逐渐减少的,反应物的物质的量增大,由图可知,曲线a代表的物质为H2,b表示CO2,c为H2O,d为C2H5OH。 (1)①C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l) ΔH=-44.2kJ·mol-1 ②2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g) ΔH=+1411.0kJ·mol-1,根据盖斯定律,①+②得:2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g) ΔH=+1366.8 kJ·mol-1,故答案为:+1366.8kJ·mol-1; (2)①根据流程图可知反应物为:Fe、H2O,生成物为:H2、Fe3O4,则化学方程式为:3Fe+4H2O(g)4H2+Fe3O4,故答案为:3Fe+4H2O(g)4H2+Fe3O4; ②当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量在迅速减少,说明甲酸的消耗速率大于其生成速率,因此说明反应Ⅱ的速率要比反应Ⅰ的速率增加得快,故答案为:Ⅱ; (3)1L容器,T1℃时,根据三段是: CO2的转化率为;平衡时,c(CO2)=0.4mol/L,c(H2)=2mol/L ,c(CH4)=0.2mol/L ,c(H2O)=1.2mol/L ,则 T1℃时,反应I的平衡常数,故答案为:;; (4)①根据图示,温度越高,H2转化率越低,说明正反应为放热反应,△H<0,故答案为:<; ②温度升高,反应逆向进行,所以产物的物质的量是逐渐减少的,反应物的物质的量增大,由图可知,曲线a代表的物质为H2,b表示CO2,c为H2O,d为C2H5OH,故答案为:CO2。  
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氧化铬绿(Cr2O3)的性质独特,在冶金、颜料等领域有着不可替代的地位。一种利用淀粉水热还原铬酸钠(Na2CrO4)制备氧化铬绿的工艺流程如下:

已知:①向含少量 Na2 CO3的铬酸钠碱性溶液中通入CO 2可制得不同碳化率的铬酸钠碳化母液;

②“还原”反应剧烈放热,可制得 Cr(OH) 3 浆料。

1)铬酸钠(Na2CrO4)中铬元素的价态是________,该工艺中“还原”反应最初使用的是蔗糖或甲醛,请写出甲醛的电子式:________________,后来改用价格低廉的淀粉。请写出甲醛(HCHO)与铬酸钠(Na2CrO4)溶液反应的离子方程式___________________________

2)将混合均匀的料液加入反应釜,密闭搅拌,恒温发生“还原”反应,下列有关说法错误的是____________(填标号)。

A.该反应一定无需加热即可进行       B.必要时可使用冷却水进行温度控制

C.铬酸钠可适当过量,使淀粉充分反应 D.应建造废水回收池,回收含铬废水

3)测得反应完成后在不同恒温温度、不同碳化率下 Cr()还原率如下图。实际生产过程中 Cr()还原率可高达 99.5%以上,“还原”阶段采用的最佳反应条件为________________

4)滤液中所含溶质为_________________。该水热法制备氧化铬绿工艺的优点有________________ ___(请写出两条)。

5)重铬酸钠(Na2Cr2O7·H2O)与硫酸铵热分解法也是一种生产氧化铬绿的方法,生产过程中产生的气体对环境无害,其化学反应方程式为______________________________

 

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生物柴油是指由动植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯,可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。某同学利用菜籽油与甲醇制备生物柴油,其原理及实验步骤:

①称取4.6g CH3OH0.2g NaOH依次放入锥形瓶中,充分震荡得NaOH溶液甲醇溶液;

②将20g 菜籽油、20g正己烷(作溶剂)、步骤1配得的NaOH甲醇溶液一次加入到三口烧瓶中;

③安装装置(如图)恒温水浴加热,使温度保持在60~65℃左右,搅拌速度400r/min,回流1.5h~2h;

④冷却、分液、水洗、回收溶剂并得到生物柴油。

回答下列问题:

1)仪器a的名称是_________________

2)试验中取用的甲醇与油脂的物质的量之比约为6:1,甲醇过量的主要目的是________________NaOH的用量不宜过多,其原因是____________________________

3)步骤4的液体分为两层,上层为生物柴油、正己烷和甲醇。下层主要为甘油、分离出下层液体的方法是_______________________________________ ;上层液体需用温水洗涤,能说明已洗涤干净的依据是____________________________________

4)碘值是指每100g油品所能吸收碘(I2)的质量。测定产品碘值得步骤如下:

I.准确称取m g 油品,注入碘量瓶中,向碘量瓶中加入20 mL氯仿溶解后,加入25.00mL韦氏碘液,(IBr溶液及催化剂,发生反应:),立即加塞,摇匀后,将碘量瓶放于黑暗处。

II.30min 后立即加入20 mL 15%的碘化钾溶液和100 mL水,发生反应的化学方程式为 __________________________________________  ,不断震荡,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至溶液呈浅黄色时,加入1mL 淀粉指示剂,继续滴定(I2 + 2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),至终点是消耗V1 mL Na2S2O3溶液。滴定终点的现象是 ______________________________________________

III.另做空白对照试验,除不加油品外,其余操作同上,至终点时消耗V2 mL Na2S2O3溶液。则测得的油品的碘值为__________________ g/100g (列出计算表达式)

 

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常温下,用 0.1 mol·L-1 KOH 溶液滴定 10 mL 0.1 mol·L-1 HAKa 1.0×10-5)溶液的滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(  )

A.a 点溶液的 pH 约为 5

B.水的电离程度:c 点>d

C.b 点溶液中粒子浓度大小: c(A-)c(K+)c(HA)c(H+)c(OH-)

D.e 点溶液中:c(K+)=2c(A-)+2c(HA)

 

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我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeSCdSPbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示,下列有关说法不正确的是(  )

A.滤渣1的成分是SiO2 , 滤渣2的成分是Fe(OH)3

B.焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS+3O22ZnO+2SO2

C.溶液中的Cd2+可用锌粉除去,反应的离子方程式为Zn+Cd2+Zn2++Cd

D.若不通入氧气,其后果是无法除去杂质Fe2+

 

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下列有关实验操作、实验操作和实验现象得出的结论均正确的是(  )

选项

实验操作

实验现象

结论

A

5mL浓度均为1mol·L-1NaOH溶液中先滴入21mol·L-1 MgCl2再滴入21mol·L-1FeCl3溶液

先有白色沉淀生成,再有红褐色沉淀生成

Ksp[Fe(OH)3]Ksp[Mg(OH)2]

B

向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液

黄色变为浅绿色

维生素C 具有还原性

C

BaCl2溶液中通入NH3SO2

无沉淀生成

H2SO3不能与BaCl2反应生成BaSO3HCl

D

pH 试纸分别测量 NaCN NaClO 溶液的 pH

NaClO 的碱性强

Ka(HCN)>Ka(HClO)

 

 

 

A.A B.B C.C D.D

 

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