题目内容
I、煤制天然气的工艺流程简图如下:
⑴反应I:C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH = +135 kJ·mol-1,通入的氧气会与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用:___________________________。
⑵反应II:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ?41 kJ·mol-1。如图表示不同温度条件下,煤气化反应I发生后的汽气比(水蒸气与CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关系。
① 判断T1、T2和T3的大小关系:______________。(从小到大的顺序)
② 若煤气化反应I发生后的汽气比为0.8,经煤气化反应I和水气变换反应II后,得到CO与H2的物质的量之比为1:3,则反应II应选择的温度是_______(填“T1”或“T2”或“T3”)。
⑶① 甲烷化反应IV发生之前需要进行脱酸反应III。煤经反应I和II后的气体中含有两种酸性气体,分别是H2S和_______。
② 工业上常用热碳酸钾溶液脱除H2S气体得到两种酸式盐,该反应的离子方程式是_______。
II、利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品,其能源和环境上的双重意义重大。该技术中的化学反应为:
CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) H>0
CH4超干重整CO2的催化转化原理示意如图:
⑷过程II,实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成H2O(g)的化学方程式是______________。
⑸假设过程I和过程II中的各步均转化完全,下列说法正确的是_______。((填序号)
a.过程I和过程II中均含有氧化还原反应
b.过程II中使用的催化剂为Fe3O4 和CaCO3
c.若过程I投料,可导致过程II中催化剂失效
(6)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g),发生反应CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) H>0,实验测得,反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图像如图。计算该条件下,此反应的H=________________。
高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。四种物质在冰醋酸中的电离
常数如表。从表格中判断以下说法中不正确的是( )
HClO4 | H2SO4 | HCl | HNO3 | |
Ka | 1.6×10﹣5 | 6.3×10﹣9 | 1.6×10﹣9 | 4.2×10﹣10 |
A. 在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸
B. 在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
C. 在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4=2H++SO42﹣
D. 酸的强弱与其本身的结构和溶剂的性质有关
(Ⅰ)某化学兴趣小组要完成中和热的测定.回答下列问题:
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5mol•L﹣1盐酸、0.55mol•L﹣1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是_______.
(2)已知:反应后溶液的比热容c为4.18J·℃﹣1•g﹣1,0.5mol•L﹣1盐酸和0.55mol·L﹣1NaOH溶液的密度均为1g·cm﹣3.实验时记录的实验数据如下:
实验 次数 | 反应物及用量 | 溶 液 温 度 | ||
t1 | t2 | |||
1 | 50mL0.55mol•L-1NaOH溶液 | 50mL.0.5mol•L-1HCl溶液 | 20℃ | 23.3℃ |
2 | 50mL0.55mol•L-1NaOH溶液 | 50mL.0.5mol•L-1HCl溶液 | 20℃ | 23.5℃ |
①盐酸和氢氧化钠反应的中和热△H1=____________(保留两位小数)
②已知:CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) △H2>0 ,
CH3COOH(aq)+OH-(aq)= CH3COO-(aq)+H20(l) △H3 则△H3_____△H1(填“>”、“<”、“=”)
(Ⅱ)某实验小组利用硫酸酸化的KMnO4与H2C2O4反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。该小组实验方案如下(实验测定KMnO4溶液完全褪色时间)。回答下列问题:
实验 编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | H2O/mL | 温度/℃ | KMnO4溶液完全褪色时间(s) | ||
浓度/mol·L-1 | 体积/mL | 浓度/mol·L-1 | 体积/mL | ||||
① | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 2.0 | 25 | t1 |
② | 0.20 | 4.0 | 0.010 | 4.0 | 0 | 25 | t2 |
③ | 0.20 | 4.0 | 0.010 | 4.0 | 0 | 50 | t3 |
(3)上述反应的离子方程式为______________________________________
(4)t1_____ t2(填“>”、“<”、“=”),其理由是__________________
(5)实验②和实验③两组实验的目的是______________________________
(6)有同学做实验时发现,硫酸酸化的KMnO4与H2C2O4反应开始时,溶液褪色慢,但反应一段时间后溶液褪色明显加快。针对上述实验现象,该同学提出下列猜想:
猜想①:硫酸酸化的KMnO4与H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快。
猜想②:__________________(请你补充)
要证实猜想②,除硫酸酸化的高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂是______。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.水 D.氯化锰