CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。己知部分反应的热化学方程式如下:
CH3OH(g)+ 3/2O2(g) =CO2(g)+2H2O(1) ΔH1=a kJ·mol−1
H2(g)+1/2O2(g) =H2O(1) ΔH2=b kJ·mol−1
H2O(g) = H2O(l) ΔH3=c kJ·mol−1
则 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______kJ·mol−1
(2)为研究CO2与CO之间的转化,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH,反应达平衡后,测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示。
回答下列问题:
①压强p1、p2、p3的大小关系是______;Ka 、 Kb 、 Kc 为a、b、c三点对应的平衡常数,则其大小关系是______。
②900℃、1.0 MPa时,足量碳与a molCO2反应达平衡后,CO2的转化率为________ (保留三位有效数字),该反应的平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂,可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸,CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300 ℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是_______。
(4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯,其原理如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为__________;每生成0.5mol乙烯,理论上需消耗铅蓄电池中_____mol硫酸。
下面是某科研小组利用废铁屑还原浸出软锰矿(主要成分为MnO2)制备硫酸锰及电解其溶液制锰的工艺流程图:
已知:①浸出液中主要含有Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+等杂质金属离子;
②生成氢氧化物的pH见下表:
物质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 7.5 | 2.7 | 7.7 | 7.6 | 8.3 |
完全沉淀的pH | 9.7 | 3.7 | 8.4 | 8.2 | 9.8 |
请回答下列问题:
(1)“酸浸”前将原料粉碎的目的是____。
(2)流程图中“①加入MnO2”的作用____,MnO2还可以用其他试剂____(填化学式)代替。
(3)流程图中“②调节pH”可以除去某种金属离子,应将溶液pH调节控制的范围是___~7.6。上述流程中,能循环使用的一种物质是___(填化学式)。
(4)向滤液Ⅰ中加入MnS的作用是除去Co2+、Ni2+等离子,其中可以发生反应为MnS(s)+Ni2+(aq)=NiS(s)+Mn2+(aq)等。当该反应完全后,滤液2中的Mn2+与Ni2+的物质的量浓度之比是___[已知Ksp(MnS)=2.8×10-10,Ksp(NiS)=2.0×10-21]。
(5)在适当条件下,在MnSO4、H2SO4和H2O为体系的电解液中电解也可获得MnO2,其阳极电极反应式为____。
(6)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=___。
25℃时,用0.1 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL 0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.Ⅰ、Ⅱ分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线
B.pH=7时,滴定盐酸和醋酸消耗NaOH溶液的体积相等
C.V(NaOH)=10.00mL时,醋酸溶液中c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)
D.V(NaOH)=20.00mL时,两溶液中c(CH3COO-)> c(Cl-)
短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的单质与H2在暗处能化合并发生爆炸,X是同周期中金属性最强的元素,Y原子的最外层电子数等于电子层数,W和Z原子的最外层电子数相同。下列说法错误的是( )
A. 单质的沸点:Z>W
B. 简单离子半径:X>W
C. 元素X与氧可形成既含离子键又含非极性共价键的化合物
D. X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应
用下列装置完成相关实验,合理的是( )
A.图①:验证H2CO3的酸性强于H2SiO3
B.图②:收集CO2或NH3
C.图③:分离Na2CO3溶液与CH3COOC2H5
D.图④:分离CH3CH2OH与CH3COOC2H5
研究表明CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分別为:①N2O+Fe+=N2+FeO (慢):②FeO++CO=CO2+Fe+ (快)。下列说法正确的是
A. 反应①是氧化还原反应,反应②是非氧化还原反应
B. 两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应②决定
C. Fe+使反应的活化能减小,FeO+是中间产物
D. 若转移lmol电子,则消耗II.2LN2O