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【題目】碳氫化合物有多種,它們在工業(yè)生產(chǎn)、生活中有重要用途。
(1)石油危機日漸嚴重,甲烷的轉(zhuǎn)化和利用在天然氣化工行業(yè)有非常重要的作用。甲烷重整技術(shù)主要是利用甲烷和其他原料來制備合成氣(CO和H2混合氣體),F(xiàn)在常見的重整技術(shù)有甲烷-水蒸氣重整,其反應(yīng)為:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
如圖為反應(yīng)壓強為0.3 MPa,投料比n(H2O)/n(CH4)為1,在三種不同催化劑催化作用下,甲烷-水蒸氣重整反應(yīng)中CH4轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系。
下列說法正確的是________。
A.在相同條件下,三種催化劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的順序是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
B.b點CH4的轉(zhuǎn)化率高于a點,原因是b、a兩點均未達到平衡狀態(tài),b點溫度高,反應(yīng)速率較快,故CH4的轉(zhuǎn)化率較大
C.C點一定未達到平衡狀態(tài)
D.催化劑只改變反應(yīng)速率不改變平衡移動,所以在850℃時,不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下達平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率相同
(2) 乙炔(C2H2)在氣焊、氣割及有機合成中用途非常廣泛,甲烷在1500℃左右氣相裂解法生產(chǎn),裂解反應(yīng):2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的△H= +376.4kJ/mol。
哈斯特研究得出當甲烷分解時,幾種氣體平衡時分壓(Pa)與溫度(℃)的關(guān)系如圖所示。
①T1℃時,向1L恒容密閉容器中充入0.3 mol CH4只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=c(CH4)。該反應(yīng)的△H____0(填“>”或“<”),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為____%(保留3位有效數(shù)字)。上述平衡狀態(tài)某一時刻,若改變溫度至T2℃,CH4以0.01mol/(L·s)的平均速率增多,經(jīng)ts后再次達到平衡,平衡時,c(CH4)=2c(C2H4),則T1_____(填“>”或“<”)T2,t=______s。
②由圖可知,甲烷裂解制乙炔有副產(chǎn)物乙烯生成,為提高甲烷制乙炔的轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施有___________。
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【題目】二氧化氯(ClO2)是極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的黃綠色氣體,沸點為11℃,可用于處理含硫廢水。某小組在實驗室中探究ClO2與Na2S的反應(yīng);卮鹣铝袉栴}:
(1)ClO2的制備(已知:SO2+2NaClO3+H2SO4═2ClO2+2NaHSO4。)
①整套裝置正確的鏈接順序為(填A~E)A→_______________。
②裝置D的作用是_______________。
(2)ClO2與Na2S的反應(yīng)
將上述收集到的ClO2用N2稀釋以增強其穩(wěn)定性,并將適量的稀釋后的ClO2通入如圖所示裝置中充分反應(yīng),得到無色澄清溶液。一段時間后,通過下列實驗探究Ⅰ中反應(yīng)的產(chǎn)物。
操作步驟 | 實驗現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
取少量Ⅰ中溶液于試管甲中,滴加品紅溶液和鹽酸 | 品紅溶液始終不褪色 | ①無生成 |
另取少量Ⅰ中溶液于試管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振蕩 | ② | 有生成 |
③繼續(xù)在試管乙中滴加Ba(OH)2溶液至過量,靜置,取上層清液于試管丙中,_______________ | 有白色沉淀生成 | 有Cl-生成 |
④ClO2與Na2S反應(yīng)的離子方程式為_______________,用于處理含硫廢水時,ClO2相對于Cl2的優(yōu)點是_______________(任寫一條)。
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【題目】在一定條件下,對于反應(yīng)mA(g)+n(B)cC(g)+dD(g),C的百分含量(C%)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示,
下列該反應(yīng)的、判斷正確的是
A.>0,<0B.<0,>0
C.>0,>0D.<0,<0
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【題目】300℃時,將2mol A和2mol B兩種氣體混合加入2L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)△H,2min末反應(yīng)達到平衡,生成0.8mol D。(用三段式解答。)
(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)____。
(2)求平衡時A的轉(zhuǎn)化率____。
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【題目】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料,制備高純PbO,實現(xiàn)鉛的再生利用.其工作流程如下:
(1)過程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是_______________。
(2)過程Ⅰ中,Fe2+催化過程可表示為:
i:2Fe2++PbO2+4H++═2Fe3++PbSO4+2H2O
ii:…
①寫出ii的離子方程式:_______________。
②下列實驗方案可證實上述催化過程,將實驗方案補充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量PbO2,溶液變紅;
b._______________。
(3)過程Ⅱ的目的是脫硫.濾液Ⅰ經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中重復(fù)使用,其目的是_______________(選填序號)。
A.減小Pb的損失,提高產(chǎn)品的產(chǎn)率
B.重復(fù)利用NaOH,提高原料的利用率
C.增加Na2SO4濃度,提高脫硫效率
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【題目】工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分為MnO2,同時含少量鐵、鋁等的化合物)制備硫酸錳的常見流程如下:
部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 |
pH | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 |
(1)一氧化錳用硫酸酸浸時發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為____________________。酸浸后加入MnO2將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,其目的是___________。
(2)濾渣A的成分除MnO2外,還有_______________。
(3)MnO2是制造堿性鋅錳電池的基本原料,放電時負極的電極反應(yīng)式為________。工業(yè)上以石墨為電極電解酸化的MnSO4溶液生產(chǎn)MnO2,陽極的電極反應(yīng)式為_________,當陰極產(chǎn)生4.48L(標況)氣體時,MnO2的理論產(chǎn)量為______g。
(4)錳的三種難溶化合物的溶度積:Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,Ksp(MnS)=2.0×10-13,則上述三種難溶物的飽和溶液中,Mn2+濃度由大到小的順序是_______>_______>_______(填寫化學(xué)式)。
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【題目】氯化鈷滲入水泥中可以制備彩色水泥(變色水泥)。以某廢鈷渣(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO和SiO2)制備氯化鈷晶體的一種流程如下:
已知:①在酸性條件下,氧化性:Co3+>Cl2>H2O2>Fe3+。
②當pH=5時,Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀。請回答下列問題:
(1)濾渣A的主要成分是_______________、_______________(填化學(xué)式)。
(2)在濾液A中加入H2O2,H2O2作還原劑的離子方程式為_______________
(3)從濾渣B中提取鐵紅的操作是將濾渣B溶于過量的_______________溶液(填化學(xué)式),_______________、洗滌、灼燒得到鐵紅。
(4)從環(huán)境保護角度分析,溶解廢鈷渣時不用濃鹽酸替代硫酸的原因是:_______________
(5)為了測定CoCl2nH2O中結(jié)晶水數(shù)目進行如下實驗:取16.6g樣品在一定條件下脫水得13.0gCoCl2,則n=_______________
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【題目】開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟”,正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1=﹣1275.6kJmol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=﹣566.0kJmol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H3=﹣44.0kJmol-1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:___。
(2)工業(yè)上甲醇利用水煤氣合成,反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH<0。在一定條件下,將1molCO和2molH2通入密閉容器中進行反應(yīng),當改變某一外界條件(溫度或壓強)時,CH3OH的體積分數(shù)φ(CH3OH)變化趨勢如圖所示:
①平衡時,M點CH3OH的體積分數(shù)為10%,則CO的轉(zhuǎn)化率為___。
②X軸上a點的數(shù)值比b點___(填“大”或“小”)。
③生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0,一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1。則T1___T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三點處對應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關(guān)系為____。
(3)現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池,采用電解法制備N2O5,裝置如圖2所示,其中Y為CO2。
寫出石墨Ⅰ電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式___。在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為___。
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【題目】二氧化氯是一種黃綠色具有刺激性氣味的氣體,常用于自來水消毒和果蔬保鮮等方面。氯酸鈉還原法是目前使用較為廣泛的ClO2制備方法,其中一種是用NaClO3與CH3OH在催化劑、60℃時,發(fā)生反應(yīng)得到ClO2,如圖裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收、釋放進行了研究。
已知:
①ClO2的濃度較大時易分解,實驗室用穩(wěn)定劑吸收ClO2,生成NaClO2,使用時加酸只釋放出ClO2一種氣體;
②ClO2與KI反應(yīng)的離子方程式為:2ClO2+10I+8H+=2Cl+5I2+4H2O。
③
請回答:
(1)比較儀器c和d,實驗中c的優(yōu)點是___。
(2)制備裝置甲中需改進的一項措施是___。
(3)反應(yīng)中甲醇被氧化為甲酸,寫出制備ClO2的化學(xué)方程式:___;該制備法可選用不同的還原性物質(zhì)作為還原劑,例如草酸,相比甲醇法,草酸法的優(yōu)點是___。
(4)下列有關(guān)說法正確的是___。
A.儀器a中NaOH溶液主要用于停止反應(yīng),并吸收多余的ClO2
B.裝置e主要用于檢驗是否有Cl2生成
C.在ClO2釋放實驗中,發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是:4H++5ClO2-=Cl+4ClO2↑+2H2O
D.ClO2和Cl2都為強氧化劑,在相同條件下,等物質(zhì)的量時,ClO2的氧化能力是Cl2的2.5倍
(5)自來水廠用碘量法檢測水中ClO2的濃度,其實驗操作如下:取100.0mL的水樣,加入足量的碘化鉀,再用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性,并加入淀粉溶液。再用0.1000mol·L1Na2S2O3標準溶液滴定碘單質(zhì)(I2+2S2O32-=2I+S4O62-),達到滴定終點時用去20.00mLNa2S2O3標準溶液,測得該水樣中ClO2的含量為___mg·L1。
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【題目】有物質(zhì)的量濃度均為0.1molL-1的①NH4Cl溶液,②NaCl溶液,③HCl溶液各20mL,下列說法錯誤的是( )
A.三種溶液中c(Cl-)的關(guān)系是①=②=③
B.若將三種溶液稀釋相同的倍數(shù),pH變化最小的是②
C.三種溶液中由水電離出的c(H+)的關(guān)系是①<②<③
D.若向三種溶液中分別加入20mL0.1molL-1的NaOH溶液后,pH最小的是③
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