【题目】在我国南海、东海海底均存在大量的可燃冰(天然气水合物,可表示为)。
2017年5月,中国首次海域可燃冰试采成功。2017年11月3日,国务院正式批准将可燃冰列为新矿种。可燃冰的开采和利用,既有助于解决人类面临的能源危机,又能生成一系列的工业产品。
(1)对某可燃冰矿样进行定量分析,取一定量样品,释放出的甲烷气体体积折合成标准状况后为166 m3,剩余 H2O 的体积为0.8m3,则该样品的化学式中 x=_________________。
(2)已知下表数据,且知 H2O(l)=H2O(g) △H=+41
化学键 | C—H | O=O | C=O | H—O |
键能/ | 413 | 498 | 803 | 463 |
用甲烷燃烧热表示的热化学方程式为_____________________________________________________。
(3)甲烷燃料电池相较于直接燃烧甲烷有着更高的能量转化效率,某甲烷燃料电池,正极通入空气,以某种金属氧化物为离子导体(金属离子空穴中能传导 O2-),该电池负极的电极反应式为__________________________________________。
(4)甲烷与水蒸气重整制氢是工业上获得氢气的重要手段。若甲烷与脱盐水在一定条件下反应生成H2,同时得到体积比为1:3的CO2和CO,该反应的化学方程式为_____________________________________。混合气体中的CO2可用浓氨水脱除,同时获得氮肥NH4HCO3,该反应的离子方程式是_________________________________________________________。
【答案】6 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H= -892 kJ·mol-1 CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O NH3·H2O+CO2=NH4++
【解析】
(1)n(CH4)==mol,n(H2O)==mol,n(CH4):n(H2O)=:≈1:6,所以x=6,故答案为:6;
(2) 由表格可知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)的△H=(4×413+2×498-2×803×-4×463)kJ·mol-1= -810 kJ·mol-1,又因为②H2O(l)=H2O(g) △H=41,将①-2×②得:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=(-810-2×41)= -892 kJ·mol-1,故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -892 kJ·mol-1;
(3)甲烷在负极失电子,被氧化,结合电解质、原子守恒、电荷守恒可得负极反应为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,故答案为:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
(4)由已知可知道,反应物为甲烷和水,生成物为氢H2、CO和CO2,结合CO2 和 CO的体积比为1:3可得方程式为:。二氧化碳和氨水反应生成NH4HCO3的离子方程式为:NH3·H2O+CO2=NH4++,故答案为:;NH3·H2O+CO2=NH4++。
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【题目】已知反应:2S02(g)+02(g) 2S03(g) △H <0。请回答下列问题:
(1)某温度下,在一固定体积的密闭容器中加入100g SO3(g)发生上述反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是_____(填序号)
①每生成80g S03的同时消耗64gSO2
②混合气体的密度保持不变
③SO3的体积分数保持不变
④混合气体的平均相对分子质量不再变化
(2)某温度下,在一固定体积为2升的密闭容器中,充入2molS02和lmol02发生上述反应,当反应进行到2分钟末时达到平衡,平衡混合物中S03的质量分数为50%,则反应前2分钟内用S02表示的平均反应速率为_____,S02的转化率为____,此时反应的平衡常数为_________。
(3)在某恒温、恒压容器中,按体积比2: 1加入S02和02进行上述反应,达到平衡后,再向容器中充入适量S03(g),达到新平衡时,c(02)将比原平衡_____(填“增大”、“减小”、或“不变”)
(4)若在某恒温、恒容容器中,加入一定量S03(g)发生上述反应,达到平衡后,再向容器 中充入适量S03(g),达到新平衡时,c(S02)/c(S03)将比原平衡______(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
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【题目】碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
请回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH范围在__________________________内,使溶液中的___________________沉淀(写离子符号),该反应的离子方程式为_________________________________ 。
(2)反应Ⅱ中的离子方程式为________________________________________________ 。
(3)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为_____________________。
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子,该水解反应的离子方程式为___________________________________。
(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为___________________。
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
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【题目】某物质为易溶于水的白色粉末,在工业循环水中可用作杀菌剂,也可用作钙、镁离子的络合剂,其结构可用下图表示。已知四种常见元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,且分别位于不同周期,下列说法错误的是( )
A.Z元素在该物质中为+3价
B.W的简单阳离子比Z的简单阴离子多一个电子层
C.W的最高价氧化物的水化物的水溶液可与Al粉发生反应
D.Z单质与Y单质反应可产生Z2Y5
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【题目】对于恒温、恒容下的反应 2A(g) + 2B(g)3C(g) + D(g),达到平衡状态的是
A. 单位时间内生成 2n mol A,同时生成 3n mol C
B. 单位时间内生成 n mol B,同时消耗 0.5n mol D
C. 容器内压强不随时间而变化
D. 容器内混合气体的密度不随时间而变化
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【题目】目前我国主要采用硫酸法生产钛白(TiO2),每年产生至少100万吨钛白废液,其中含H2SO4约20%,还有少量Fe2+、TiO2+、Al3+。利用钛白废液浸出氧化锌生产七水硫酸锌,具有原料易得、工艺简单、回收率高和产品纯度高等优点。生产流程简化如下:
回答下列问题:
(1)“浸出”时发生的主要反应的离子方程式为_______。
(2)为寻找“浸出”的最佳条件,做9组对比实验得下表:
因素 | 温度/℃ | 反应时间/h | 固液比 | 产率/% |
1 | 70 | 2 | 1∶6.5 | 79.83 |
2 | 70 | 3 | 1∶7.5 | 86.18 |
3 | 70 | 4 | 1∶8.5 | 84.33 |
4 | 80 | 2 | 1∶7.5 | 83.06 |
5 | 80 | 3 | 1∶8.5 | 87.02 |
6 | 80 | 4 | 1∶6.5 | 95.38 |
7 | 90 | 2 | 1∶8.5 | 83.58 |
8 | 90 | 3 | 1∶6.5 | 88.95 |
9 | 90 | 4 | 1∶7.5 | 89.64 |
由表中数据可知,“浸出率”最高时的反应条件是_______。
(3)从生产实际考虑,调滤液的pH时选择加入石灰乳的原因是_______。
(4)常温下,按1:6固液质量比反应的浸出液中锌离子浓度最大值约为2.5mol/L,若Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,lg4.8≈0.68。则加入石灰乳调节的pH应不超过______(保留一位小数)。
(5)在加热下鼔入空气时,发生反应的化学方程式是___,此时TiO2+也会水解生成H2TiO3沉淀,发生反应的离子方程式为_____。
(6)加热下加入H2O2目的是进一步氧化除杂,氧化产物为__。抽滤得到的滤渣主要成分有___和H2TiO3(填化学式)。
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【题目】我国科研人员采用新型锰催化体系,选择性实现了简单酮与亚胺的芳环惰性C-H的活化反应。利用该反应制备化合物J的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称是______。F的化学名称是______。
(2)C和D生成E的化学方程式为_____________。
(3)G的结构简式为________。
(4)由D生成F,E和H生成J的反应类型分别是______、_____。
(5)芳香化合物K是E的同分异构体。若K能发生银镜反应,则K可能的结构有____种,其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为______(任写一种)。
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【题目】利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量的FeSO4、H2SO4和少量的Fe2(SO4)3、TiOSO4]生产铁红和补血剂乳酸亚铁的工艺流程如图所示:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2+和SO42-,TiO2+水解成TiO2·xH2O沉淀为可逆反应;乳酸结构简式为CH3CH(OH)COOH。
回答下列问题:
(1)TiOSO4中钛元素的化合价是____________,步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是___________。
(2)滤渣的主要成分为TiO2·xH2O,结合离子方程式解释得到滤渣的原因:________。
(3)从硫酸亚铁溶液中得到硫酸亚铁晶体的操作方法是____________________;硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)步骤④中发生反应的离子方程式为______________________。
(5)步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及____________________。
(6)实验室中检验溶液B中主要阳离子的方法是______________________。
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【题目】现有mg某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为Mg/mol。若阿伏加德罗常数用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________mol;
(2)该气体所含原子总数为_________个;
(3)该气体在标准状况下的体积为_________L;
(4)该气体溶于水后形成VL溶液,其溶液的物质的量浓度为_________mol/L。
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