“低碳循环”引起世界各国的高度关注,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,更是引起了全世界的普遍重视。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请配平该反应的化学方程式:(将化学计量数按顺序填在答题卷上)
___C+____KMnO4+____H2SO4→___CO2↑+____MnSO4+____K2SO4+___H2O
(2)将不同最的CO(g)和H2O(g)分别通人到容积为2L的恒容密闭容器中,进行如下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 得到表中三组数据
实验 | 温度℃ | 起始量/mol | 平均量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1中以v (CO2)表示的反应速率为____(取二位小数,下同)。
②实验3条件下,反应物和生成物的起始量、平衡量都不知道,欲计算该条件下的化学平衡常数可以利用实验____的数据进行,其K=____。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(I)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO(g) △H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(I) △H=-44.0kJ/mol
写出甲醇(CH2OH)不宪全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_________。
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(8分)硝酸与金属反应时,浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100ml硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应,反应过程中无任何气体放出,相反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液,加入的溶液体积与与产生的沉淀质量的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)写出铝与混合溶液反应的离子方程式:
(2)参加反应硝酸根离子物质的量为________mol
(3)参加反应的铝与镁的质量比为________
(4混合液中硫酸的物质的量的浓度为________mol/L
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硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程,但同时在生产过程中会产生大量SO2等污染物。
(1)将SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,此时若滴入BaCl2溶液,则会产生白色沉淀。溶液由棕黄色变为浅绿色用离子方程式表示为_____,后又由浅绿色变为棕黄色的离子方程式为_____。
(2)以硫酸工业的尾气、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氢铵和KCI为原料可以合成有重要用途的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸氢铵等物质。合成路线如下:
写出反应反应Ⅳ的化学方程式________;
反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________;
反应V在25'C、40%乙二醇溶液中进行,该复分解反应能顺利进行的原因是________。
(3)新型纳米材料氧缺位铁酸锌(ZnFe2Ox),常温下能使SO2分解,减小工业废气对环境的影响,它由铁酸锌(ZnFe2O4)经高温还原制得,转化流程如下图所示:
若2molZnFe2Ox与SO2反应可生成 0.75molS,x=________,写出铁酸锌高温下被还原生成氧缺位铁酸锌的化学方程式________
(4)石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及空气反应生成石膏(CaSO4.2H2O),写出该反应的化学方程式________。某电厂用煤300t(煤中含硫的质量分数为2.5%),若燃烧时煤中的硫全部转化为二氧化硫,用该方法脱硫时有96%的硫转化为石膏,则可生产石膏________t。
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计算题(共10分)
实验室常用的某盐酸试剂瓶的标签上的有关数据如下图,试根据标签上的
有关数据进行计算:
(1)计算该浓盐酸中HCl的
物质的量浓度。
(2)计算欲配制480ml 0.20mol/L的
稀盐酸溶液,需要取上述浓盐酸的体积。
(3)实验室用上述浓盐酸与二氧化锰
反应制取氯气,若制得0.56L
(标准状况)氯气,计算被氧化的 HCl的物质的量及转移电子的物质的量。
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硫化钠是由无水硫酸钠与炭粉在高温下反应制得。反应的化学方程式如下:
① Na2SO4+ 4C→ Na2S+ 4CO↑ ② Na2SO4+ 4CO→ Na2S+ 4CO2↑
(1)要制取Na2S 15.6 g,需原料芒硝(Na2SO4·10H2O)_____________mol。
(2)制得的Na2S固体中含少量Na2SO4、碳粉等杂质。称取该固体0.200 g,加适量水溶解后加入25.0 mL 0.100 mol/L的I2标准液,待反应完全后用0.100 mol/L Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液16.0 mL(已知:滴定时 Na2S2O3转化为Na2S4O6),则该Na2S的纯度为__________。
(3)① 若在反应过程中,产生CO和CO2混合气体的体积为44.8L(标准状况),生成Na2S的物质的量(n mol)的范围是__________< n < ___________;
② 若在上述过程中生成Na2S的质量为62.4 g,则混合气体中CO和CO2的体积比是多少?
(4)硫化钠晶体(Na2S·9H2O)放置在空气中,会缓慢氧化成Na2SO3·7H2O和Na2SO4·10H2O。现称取在空气中已部分氧化的硫化钠晶体25.76 g溶于水,加入足量用盐酸酸化的BaCl2溶液,过滤得沉淀5.62 g,放出H2S气体1.12 L(标准状况),求原硫化钠晶体的质量。
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将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔发生化合反应制得化合物X。将5.405gX中Cr元素全部氧化成Cr2O72-,酸性的Cr2O72-可与过量的KI发生氧化还原反应氧化出7.62g I2,同时Cr2O72-被还原成Cr3+,如果取溶有X 5.405g的溶液,加入过量的AgNO3,可得12.915gAgCl沉淀。(1)写出Cr2O72-与I-反应的离子方程式
(2)通过计算得出X的化学式
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(本题共14分)某课外兴趣小组成员为研究金属铜与强酸的反应,将9.6克铜粉分为三等份,进行了如下一些实验,请完成有关计算。
54.取其中一份与100mL一定浓度的硝酸反应,待固体完全溶解,产生的一氧化氮和二氧化氮混合气体在标准状况下的体积为0.896L。然后将剩余溶液稀释至1000mL,测得pH=0。请计算:生成的混合气体中一氧化氮的体积分数为______、反应前硝酸的物质的量浓度是__________。
55.再取另一份铜粉投入100mLpH=0的硫酸和硝酸混合液中,微热使反应充分完成后,生成一氧化氮气体448mL(标准状况)。求反应前混合溶液中所含硫酸的物质的量是多少?(写出计算过程)
56.用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NOx污染的一种方法。
原理为:2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O,NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
取最后一份铜粉溶于a mol/L过量的硝酸溶液30.0 ml中,假设硝酸的还原产物只有一氧化氮和二氧化氮。待反应结束后,将所剩溶液加水稀释至1000 m L,测得c(NO3-)=0.200 mol/L。若反应所生成的混合气体能被NaOH溶液完全吸收,试讨论a的取值范围。
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(6分)BaCl2和NaCl的混合溶液a L,将它均分成两份。一份滴加稀硫酸,使Ba2+离子完全沉淀;另一份滴加AgNO3溶液,使Cl-离子完全沉淀。反应中消耗x mol H2SO4、y mol AgNO3。计算原混合溶液中的c(Na+)/mol·L-1。
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(6分)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将M1克样品加热,其质量变为M2克,求该样品的纯度(质量分数)。
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CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=−867 kJ·mol-1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时,分别将0.50 molCH4和a molNO2充入1L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:
实验编号 | 温度 | 时间 | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
1 | 130℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
2 | 180℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | 0.15 |
(1)开展实验1和实验2的目的是________。
(2)180℃时,反应到40min,体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是________;CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下,反应时间t与转化率μ(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180℃时,压强为P2(设压强P2>P1)的变化曲线,并做必要的标注。
(5)根据已知求算:ΔH2=________。
CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=−574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
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