甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景,CO2 加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g) △H1=+41.19kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H 2
反应Ⅲ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H3=-49.58kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ的△S (填“<”、“=”或“>”)0;反应Ⅱ的△H2= 。
(2)在恒压密闭容器中,充入一定量的H2和CO2(假定仅发生反应Ⅲ),实验测得反应物在不同温度下,反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图1所示。
①反应过程中,不能判断反应Ⅲ已达到平衡状态的标志是
A.断裂3molH-H键,同时断裂2molH-O键 B.CH3OH的浓度不再改变
C.容器中气体的平均摩尔质量不变 D.容器中气体的压强不变
②比较T1与T2的大小关系:T1 T2(填“<”、“=”或“>”),理由是: 。
③在T1和P6的条件下,往密闭容器中充入3mol H2和1mol CO2,该反应在第5min时达到平衡,此时容器的体积为1.8L;则该反应在此温度下的平衡常数为 。
a.若此条件下反应至3min时刻,改变条件并于A点处达到平衡,CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示(3~4min的浓度变化未表示出来);则改变的条件为 。
b.若温度不变,压强恒定在P8的条件下重新达到平衡时,容器的体积变为 L;
醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O,相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如右图所示,且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下:
Zn(s)+ 2HCl(aq)= ZnCl2(aq)+ H2(g)
2CrCl3(aq)+ Zn(s) = 2CrCl2(aq)+ ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+ 4CH3COO-(aq)+ 2H2O(l)=[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(s)
请回答下列问题:
(1)仪器1的名称是 。
(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是 (选下面的A、B或C);目的是 。
A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入
B.先加三氯化铬溶液一段时间后再加盐酸
C.先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合,应关闭阀门 (填“A”或“B”,下同),打开阀门 。
(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外,另一个作用是 。
(5)已知其它反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,取用的醋酸钠溶液为1.5L 0.1mol/L;实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.4g,则该实验所得产品的产率为 (不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。
(6)铬的离子会污染水,常温下要除去上述实验中多余的Cr2+,最好往废液中通入足量的 ,再加入碱液,调节pH至少为 才能使铬的离子沉淀完全(铬的离子浓度应小于10-5mol/L)。
【已知Cr(OH)3的溶度积为6.3×10-31 ,≈4,lg2≈0.3】
短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,核电荷数之和为36;X、Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的次外层电子数;R原子的质子数是Y原子质子数的两倍。下列有关这四种元素的相关叙述正确的是( )
A.R的氢化物比Y的氢化物的沸点更高 B.X与Z组成的化合物溶于水呈碱性
C.只有Y元素存在同素异形体 D.X、Y、Z、R形成简单离子的半径依次增大
下列有关电解质溶液中粒子的物质的量浓度大小关系正确的是( )
A.等物质的量浓度的下列溶液:①H2CO3 ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④(NH4)2CO3其中c(CO32-)的大小关系为:②>④>③>①
B.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合:c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+c( HC2O4-) +c( C2O42-)
C.向0.2 mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液:c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)>c(H+)
D.常温下,同浓度的CH3COONa与CH3COOH溶液等体积混合,溶液的pH<7:c(CH3COOH) + c(OH-)>c(Na+) + c(H+)
下列说法中正确的是 ( )
A.按系统命名法,化合物X(键线式结构见右)的名称是2,3,5,5—四甲基—4,4—二乙基己烷
B.环己烯与化合物Y(键线式结构见右)互为同系物
C.分子式为C4H8O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若将所有可能得到的醇和酸重新酯化,可形成的酯共有16种
D.等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量相等
某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和C3H8O。下列说法错误的是( )
A.该装置将光能和电能转化为化学能
B.该装置工作时,H+从a极区向b极区迁移
C.每还原44 g CO2,理论上可生成33.6L O2
D.b电极的反应为:3CO2+18H++18e- =C3H8O+5H2O