CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,维持大气中CO2的平衡对生态环境保护有着重要意义。
(1)CO2加氢合成低碳烯烃技术能有效利用CO2,以合成C2H4为例。该转化分为两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.3kJ/mol
第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-210.5kJ/mol
CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为__。
(2)利用CO2和H2合成甲醇又是一个有效利用CO2的途径,反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
①在容积为2L的恒容密闭容器中,通入2molCO2和3molH2发生上述反应,下列说法能够表明该可逆反应达到平衡状态的是__(填字母)
a.消耗1.5molH2时,有0.5molCH3OH生成
b.转移3mol电子时,消耗11.2L(标准状况下)CO2
c.体系中气体的密度不变
d.水蒸气的体积分数保持不变
e.单位时间内生成H2与生成H2O的物质的量之比为3:1
②研究温度对该反应甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速发生上述反应。得到甲醇平衡产率与温度的关系如图所示,ΔH3__0(填“>”、“=”或“<”)。判断依据是__。
③在一固定容积的密闭容器中发生上述反应。若要提高平衡时CH3OH产率,则可以采取的措施是__(填字母)。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO2的浓度 d.加入H2加压 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
(3)在一定温度和催化剂作用下,也可将CO2转化为燃料CH4,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。当30℃时,一定量的CO2和H2混合气体在容积为1L的恒容密闭容器中发生上述反应,5min后达到半衡,此时各物质的浓度如下表:
物质 | CO2(g) | H2(g) | CH4(g) | H2O(g) |
浓度/mol·L-1 | 0.2 | 0.8 | a | 1.6 |
则a=__,该反应平衡常数K=__。
(4)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,利用CH4可以将CO2直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是__。
四氢铝锂(LiAlH4)常作为有机合成的重要还原剂。工业上以辉锂矿(主要成分是LiAlSi2O6,含少量Fe2O3)为原料合成四氢铝锂的流程如图:
已知:金属氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
物质 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 |
开始沉淀的pH | 2.3 | 4 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 6.5 |
请回答:
(1)写出LiAlSi2O6与硫酸反应的化学方程式__。滤渣2的主要成分为__(填化学式),“a”的最小值为__。
(2)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系如下表所示。操作2中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其原因是__,90℃时Ksp(Li2CO3)的值为__。
温度/℃ | 10 | 30 | 60 | 90 |
浓度/mol·L-1 | 0.21 | 0.17 | 0.14 | 0.10 |
(3)流程中由LiC1制备金属Li的电解条件是__。
(4)为测定制备的四氢铝锂(LiAlH4)的纯度,称取样品ag加入水使其完全反应后,收集到标况下气体VmL,
①LiAlH4溶解时发生反应的化学方程式为__。
②样品的纯度为__(列出数学表达式即可)。
25℃时,下列两种酸的电离平衡常数如下:
化学式 | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
常温下,将0.1mol·L-1的HClO溶液与0.1mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,所得溶液中各种离子浓度关系错误的是( )
A.c(Na+)>c(HCO3-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Na+)>c(ClO-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+)+c(H+)=c(ClO-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
D.c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)
科学家研究利用如图装置对天然气进行脱硫,将硫由化合态转化成游离态,减少对环境的污染。已知甲、乙池中发生的反应如图所示。下列说法正确的是( )
A.全氟磺酸膜为阳离子交换膜,H+从甲池移向乙池,乙池溶液的pH变小
B.电路中每转移2mol电子,甲池溶液质量增加32g
C.N型半导体为负极,发生的电极反应式为H2S+I3-=3I-+S↓+2H+
D.甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H++2e-=H2AQ
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,W原子是同周期元素中原子半径最小的主族元素。已知A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种或三种所组成的5种化合物间的转化关系如右图所示。A的相对分子质量为28,B分子中含有18个电子。下列有关说法错误的是( )
A.由W、Z、X三种元素组成的化合物一定是强酸
B.E能与金属钠反应产生气体
C.化合物D中含有极性键
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性W最强
NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.将标况下22.4LCl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为2NA
B.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为NA
C.某温度下纯水的pH=6,该温度下10L pH=11的NaOH溶液中含OH-的数目为NA
D.常温常压下,20gD218O分子中所含质子数为10NA