7.煤的气化可以减少环境污染,而且生成的CO和H2被称作合成气,能合成很多基础有机化工原料.
(1)工业上可利用CO生产乙醇:2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1
又已知:H2O(l)═H2O(g)△H2 CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3
工业上也可利用CO2(g)与H2(g)为原料合成乙醇:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(l)△H
则:△H与△H1、△H2、△H3之间的关系是:△H=△H1-3△H2-2△H3
(2)一定条件下,H2、CO在体积固定的绝热密闭容器中发生如下反应:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有BD.
A.v(H2)=2v(CO)  
B.平衡常数K不再随时间而变化
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇,反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇.CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如图1所示.
①合成甲醇的反应为放热(填“放热”或“吸热”)反应.
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA=KB>KC.P1和P2的大小关系为P1<P2
③若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为2L.
④CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如图2所示,实际生产时条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是在1.3×104Pa下,CO的转化率已较高,再增大压强,CO的转化率提高不大,生产成本却增加.
2.PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等.因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义.请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样.测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子K+Na+NH4+SO42-NO3-Cl-
浓度/mol•L-14×10-66×10-62×10-54×10-53×10-52×10-5
根据表中数据计算PM2.5试样的pH4.
(2)NOx 汽车尾气的主要污染物之一.汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
则N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+184kJ•mol-1
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应:SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+
②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极,KOH溶液作为电解质溶液,负极的电极反应式H2-2e-+2OH-=2H2O
(4)为了改善环境,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%.
①有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是C(填序号).
A.电解水制氢:2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑B.高温使水分解制氢:2H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H2+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O$\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太阳能}$2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环.在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g);△H=-49.0kJ•mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示.从3min到9min,v(H2)=0.125mol•L-1•min-1

③能说明上述反应达到平衡状态的是D(填编号).
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1
(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
④工业上,CH3OH也可由CO和H2合成.参考合成反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常数.下列说法正确的是AC.
温度/℃0100200300400
平衡常数667131.9×10-22.4×10-41×10-5
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行
C.在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1mol CO和0.2mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高.
1.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收 Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:

(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O (用化学方程式表示).
②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去.除去H2O2的简便方法是加热至沸.
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量.实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点.上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2 2S2O+I2═2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点观察到的现象蓝色褪去且30秒不恢复蓝色.
②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+含量将会偏高(填“偏高”、“偏低”或“不变”).
(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-.下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算).
开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Zn2+5.99
实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0mol•L-1 HNO3、1.0mol•L-1 NaOH.
由除去铜的滤液制备ZnO的正确实验步骤依次为:⑤④①②③⑥
①过滤;                
②调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全;
③过滤、洗涤、干燥;    
④调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;
⑤向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;    
⑥900℃煅烧;
(4)Zn(OH)2的溶度积常数为1.2×10-17(mol•L-13,当Zn2+沉淀完全时,此时溶液中Zn2+的浓度为1.2×10-7 mol•L-1
 0  168641  168649  168655  168659  168665  168667  168671  168677  168679  168685  168691  168695  168697  168701  168707  168709  168715  168719  168721  168725  168727  168731  168733  168735  168736  168737  168739  168740  168741  168743  168745  168749  168751  168755  168757  168761  168767  168769  168775  168779  168781  168785  168791  168797  168799  168805  168809  168811  168817  168821  168827  168835  203614 

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