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(12分)对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除碳氧化物对环境的负面影响。请回答下列问题:
(1) 25℃时,石墨和CO的燃烧热分别为:393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式 ;
(2)25℃时,反应2CO2 (g)2CO(g)+O2(g)的平衡常数K=2.96×10-92。在一个体积可变的密闭容器(起始时的容器体积为1L)中充入一定量的CO2、CO、O2混合气体,要使容器中的反应开始时向CO2分解的方向移动,则起始时充入的三种气体的物质的量应满足的关系是 。当该反应在25℃时达到平衡后,其它条件不变时,升高温度或增加容器的压强,均能使该平衡发生移动,请在下列坐标中作出该反应的平衡常数K随温度(T)、压强(P)变化而变化的示意图:
(3) 1 600℃时,反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)的平衡常数K=1×108。经测定,汽车尾气中CO和CO2气体的浓度分别为4.0×10-5mol/L和4.0×10-4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1 600℃的补燃器并不断补充O2使其浓度始终保持为4.0×10-4mol/L。则CO的补燃转化率为 ;
(4) 以CO和O2为电极燃料,以熔融K2CO3为电解质组成燃料电池,请写出该电池的负极反应方程式 。
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(10分)据报道:美国海军科学家拟提取海水中溶解的二氧化碳,利用类似FT合成的方法生产短链不饱和烃,以作为汽油的替代品。研究发现,如果使用铁作催化剂,二氧化碳与氢气反应产生30%的甲烷,其余的短链烃可以被用来提炼燃料。
(1)为延缓全球温室效应,二氧化碳捕获和封存技术(CCS)是当今化学的前沿技术,下列通过化学反应捕获二氧化碳的反应,其原子利用率达100%的是 。
(a)CO2 +CaO CaCO3 (b)K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
(c)2Mg+CO22MgO+C
(d)
(2)用二氧化碳合成烃,需要提供辅助原料氢气,下列制取氢气的方法可行且二氧化碳零排放的是 。
(a)用太阳能光解海水制氢 (b)利用天然气与水高温催化制氢
(c)利用活泼金属与海水反应制氢 (d)利用核反应堆多余的电能电解海水制氢
(3)所谓FT合成,就是CO在金属催化剂上催化氢化反应,生成以直链烷烃和烯烃为主的混合物的过程。CO2与H2合成汽油(平均组成设为C8H18)反应的化学方程式为: 。
(4)某文献报道:在300℃、30MPa,以Fe、CoCl2作催化剂条件下,CO2和H2反应生成丁烷和戊烷。
①假定在一实验容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化剂,若CO2和H2转化率均为100%,产物只有丁烷和戊烷, n(H2)/n(CO2)=a,a取值范围为: 。
②据问题①,今有标准状况下的CO2448L, n(丁烷)/n(戊烷) =x,消耗H2的物质的量为y,则y= (用x表示)。
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卤素化学丰富多彩,能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
(1)基态溴原子的简化电子排布式为 ________。
(2)卤素互化物如BrI、ICl等与卤素单质结构相似、性质相近。Cl2、BrI、ICl沸点由高到低的顺序为_________。
(3)多卤化物RbICl2加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质,A的化学式为 。
(4)I3+(可看成II2+)属于多卤素阳离子,根据VSEPR模型推测I3+的空间构型为 。
(5)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2,这是由于 。
(6) ①HClO4、②HIO4、③H5IO6 [可写成(HO)5IO] 的酸性由强到弱的顺序为 (填序号)。
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从化学角度分析,下列叙述不正确的是
A.利用太阳能蒸馏海水是海水淡化的方法之一
B.将地沟油回收再加工为食用油,以减缓水体富营养化
C.研制开发燃料电池汽车,降低机动车尾气污染,可以减少PM2.5污染
D.绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工农业生产等对环境的污染
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下列有关物质的性质及其应用均正确的是
A.NH3溶于水后显碱性,在FeC13饱和溶液中通入适量NH3可制取Fe(OH)3胶体
B.金属有导热性,钾、钠熔点不高,核反应堆内使用液体钾钠合金作载热介质
C.碳酸钠溶液显碱性,用热的饱和碳酸钠溶液可除去金属表面的矿物油污
D.次氯酸钠具有强还原性,可用于配制“84”消毒液
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室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.饱和氯水中:Cl-、NO3-、Na+ 、SO32-
B.c(H+)=的溶液中:K+、Fe3+ 、Cl-、SO42-
C.澄清透明的溶液中:Cu2+、NH4+、NO3—、ClO4—
D.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:CH3COO-、HCO3-、Na+、K+
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短周期主族元素A、B、C、D,原子序数依次增大。A、C原子序数相差8,A、B、C三种元素原子的最外层电子数之和为15,B原子最外层电子数等于A原子最外层电子数的一半。下列叙述正确的是
A.原子半径:A<D<C<B
B.B、C、D分别与A形成的化合物一定含有相同的化学键
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:D<C
D.常温下,单质B能大量溶于浓硝酸中
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下列离子方程式与所述事实相符且正确的是
A.向稀氨水中逐滴加入稀硝酸银溶液配制银氨溶液Ag++2NH3·H2O=[Ag (NH3)2] ++2 H2O
B.用双氧水和稀硫酸可以雕刻印刷电路板:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
C.硫化钾晶体溶于水:S2- + 2H2 O 2OH- + H2S
D.澄清石灰水与过量苏打溶液混合:Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓ +CO32-+2H2O
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玻璃棒是化学实验中常用的仪器,其作用是用于搅拌、过滤或转移液体时引流。
下列有关实验过程中,一般不需要使用玻璃棒进行操作的是 ( )
①用pH试纸测定Na2CO3溶液的pH
②从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl
③实验室用新制的FeSO4溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe(OH)2白色沉淀
④用已知浓度的盐酸和未知浓度的氢氧化钠溶液进行中和滴定实验
⑤将适量氯化铁饱和溶液滴入沸水中制氢氧化铁胶体
⑥用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行浓硫酸的脱水性实验
⑦探究Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应过程中的能量变化
A.②③⑦ B.③④⑤ C.⑤⑥⑦ D.④⑥⑦
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