7.甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用.工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.0kJ•mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1.
①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)=0.003mol•L-1min-1
②图中p1<p2(填“<”、”“>”或“=”).
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应如下:
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为3:1.
(2)合成甲醇:在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图2.
①反应(ii)需在低温(填“高温”或“低温”)才能自发进行.
 ②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,原因是Cu2O+CO?2Cu+CO2(用化学方程式表示)

 ③在500℃恒压条件下,请在图2中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图.
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ•mol-1,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是4.0×106Pa(填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”).
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是低于80℃,反应速率较小;高于80℃时,温度对反应速率影响较小,又因反应放热,升高温度时平衡逆向移动,转化率降低.
5.节能减排是当下环境保护的重点.
(1)将CO和气态水通入一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反
应:CO (g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),△H<0
800℃,在2L恒容密闭容器中,起始时按照下表数据进行投料,达到平衡状态,K=l.0.
 H2O CO CO2 H2
 n/mol 0.20 0.20 0 0
①从起始经过5min达到化学平衡时,用生成物CO2表示该反应的反应速率v(CO2)=0.01mol/(L•min);平衡时,容器中CO的转化率为50%.
②如图表示上述反应在tl时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况.则t2时刻发生改变的条件可能是降低温度或降低H2浓度或增大H2O(g)浓度.(写出一条)

(2)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物,可通过反应:
CO(g)+l/2O2(g)?CO2(g)降低其浓度.
①某温度下,在两个容器中进行上述反应,容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示.请在表中的空格处填写“>““<”或“=“.
 容器编号 c(CO)/mol•L-1 c(O2))/mol•L-1 c(CO2))/mol•L-1 v(正)和v(逆)比较
 2.0×10-4 4.0×10-4
4.0×10-2
v(正)=v(逆)
 3.0×10-44.0×10-4 5.0×10-2 v(正)>v(逆)
②相同温度下,某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为l.0×10-5mol/L和1.0×l0-4mol/L.若在汽车的排气管上增加一个补燃器,不断补充O2并使其浓度保持为1.0×l0-4mol/L,则最终尾气中CO的浓度为1.1×10-6mol/L(请保留两位有效数字).
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其KSp=2.8×l0-9.现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×l0-4mol/L,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为5.6×10-5mol/L.
4.四种常见元素的性质或结构信息如F表所示,请问答下列问题.
元素ABRD
相关信息基态原子核外电子占据3个能级且最高能级上有3个电子B的单质是最常见半导体材料位于第四周期ⅠB族是非金属元素,其形成的某种单质是电的良导体,有的分子形状似足球
(1)R的基态原子价层电子排布式为3d104s1,这四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>C>Si>Cu(写元素符号).
(2)A、B,D均可形成多种氢化物,在最常见的三种氢化物中,分子构型为三角锥的氢化物分子式为NH3,任意写出一种中心原子存在sp2、sp3两种杂化类型的物质的结构简式CH2=CH-CH3,与A的常见单质互为等电子体的上述元素的氧化物是CO.
(3)B、D均可形成氧化物,等物质的量的B、D的最高价氧化物中σ键之比为2:1,已知有下列两种数据:
键能(kJ/mol)熔点(K)沸点(K)
BO2B-O:45219232503
DO2D=O:615,D-O:348216195
请解释键能大小与两种氧化物熔点、沸点高低差异过大的原因CO2是分子晶体,熔点、沸点高低是由比较微弱的范德华力决定的,而与化学键强弱无关,SiO2属原子晶体,其熔点、沸点高低是由强大的共价键决定的
(4)在一定条件下,Cl-与R2+可形成一种无限长链离子,研究表明•
该离子中每个氯原子最外层均达到8电子稳定结构,有些氧与R之间存在配位键,若该长链离子中含有n个R,则该离子的化学式为${(CuC{l}_{3})}_{n}^{n-}$.
(5)A元素能形成组成为Pt(AH32Cl2 的配合物,该配合物存在两种同分异构体:一种为淡黄色(Q),不  具有抗癌作用,在水中的溶解度小;另一种为黄绿色(P),具有抗癌作用,在水中的溶解度较大.
①Q是非极性(填“极性”或“非极性”)分子,
②P的结构简式为( AH3配体作为一个整体写).
3.某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中舍有Ni70.0%及一定量的Al、Fe、SiO2和有机物,镍及其化台物的化学性质与铁的类似,但Ni2-的性质较稳定).

已知:部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示,回答下列间题
沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2
pH5.23.29.79.2
(1)滤渣a的成分是SiO2,用乙醇洗涤废催化剂的目的是溶解、除去有机物,从废渣中回收乙醇的方法是蒸馏.
(2)为提高酸浸速率,可采取的措施有(答两条)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度、浸泡时的温度.
(3)向A中加人 H2O2时反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.试剂x可以是NaOH.
(4)用方程式表示出由沉淀.制取单质镍的方法Ni(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NiO+H2O、2Al+2NiO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+3Ni.
回收mkg上述废催化剂的过程中,若将溶液pH调整为6时消耗了a kgNi(OH)2,从洗涤到得到滤液B的过程中镍的损失率为3%,后几步操作过程中镍的损失率为5%,则最终得到单质镍的质量为(70%×97%m+$\frac{59}{93}$a)×95%kg(填计算式).
(5)利用化学镀(待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中)可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属,某化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性条件下发生的反应之一如下,请配平该反应.2Ni2++1H2PO2-+H2O=2Ni++1H2PO3-+2H+
与电镀相比,化学镀的最大优点是:不消耗电能,节约能源.
 0  167411  167419  167425  167429  167435  167437  167441  167447  167449  167455  167461  167465  167467  167471  167477  167479  167485  167489  167491  167495  167497  167501  167503  167505  167506  167507  167509  167510  167511  167513  167515  167519  167521  167525  167527  167531  167537  167539  167545  167549  167551  167555  167561  167567  167569  167575  167579  167581  167587  167591  167597  167605  203614 

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