题目内容
【题目】海水中蕴藏着丰富的资源。除从海水中可制得食盐外,还可以制取镁、钾、溴及其化工产品。从海水中制取金属镁的化工流程图如下:
已知:MgO的熔点为28000C,MgCl2的熔点为1180C。
回答下列问题:
(1)写出在卤水中加入石灰乳生成Mg(OH)2的离子方程式 。
(2)将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰,并将石灰制成石灰乳。石灰制成石灰乳的过程
是 反应(填“吸热”或“放热”)
(3)操作A是指 。
(4)写出电解MgCl2制取Mg的化学方程式 。
(5)有同学认为:上述流程过于复杂,可直接加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融的MgO制取金属镁,这样可简化实验步骤,体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗?
(填“同意”或“不同意”),请说出你同意或不同意的理由 。
【答案】(1)Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+;(2)放热;(3)蒸发结晶;(4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑;(5)不同意,因为MgO的熔点很高,熔融时会消耗大量的电能而增加生产成本。
【解析】
试题分析:(1)Mg(OH)2难溶物质,因此反应方程式为Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl2;(2)石灰的成分是CaO,石灰乳是Ca(OH)2,CaO+H2O=Ca(OH)2,此反应是放热反应;(3)溶液变为固体,采用的方法的是蒸发结晶;(4)其反应方程式为:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑;(5)氧化镁的熔点较高,由固体转化成熔融状态时,消耗大量电能增加成本,因此不同意。
【题目】研究表明,在CuZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1 平衡常数K1 反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2 =+41.2kJmol-8平衡常数K2 反应Ⅱ
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性;转化的CO2中生成甲醇的百分比
(1)合成的甲醇可用于燃料电池的燃料,若电解质为稀烧碱溶液时甲醇燃料电池的正极反应式为________;研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在______极,该电极反应式是________________________________。
(2)从表中实验数据可以分析出,提高CO2转化成CH3OH的选择性的方法有______________。
(3)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=____________(用K1和K2表示)。
(4)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实验结果如图。
①△H1_________0(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的浓度
C
D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(5)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为________(用a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为____________(保留三位有效数字);该温度下反应的化学平衡常数K为____________(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数KP为____________(用P0表示,并化简)。
【题目】短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知YW的原子充数之和是Z的3倍,下列说法正确的是( )
Y | Z | ||
X | W |
A.原子半径:X<Y<Z
B.气态氢化物的稳定性:X>Z
C.Z、W均可与Mg形成离子化合物
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W