(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
C+ K2Cr2O7+ H2SO4 ═ CO2↑+ K2SO4+ Cr2(SO4)3+ H2O
请完成并配平上述化学方程式.其中氧化剂是 ,氧化产物是
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产.工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g) △H1=﹣116kJ•mol﹣1
①已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=﹣566kJ•mol﹣1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=﹣484kJ•mol﹣1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为 ;
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律.如图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系.请回答:
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A)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是
B)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常数K= .(写明单位)
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L﹣1)变化如下表所示:
0min | 5min | 10min | |
CO | 0.1 | 0.05 | |
H2 | 0.2 | 0.2 | |
CH3OH | 0 | 0.04 | 0.05 |
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是 ;且该条件所改变的量是 .
某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸H2C2O4能将其中的Cr2O72—转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始c(H+)和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 | 初始c(H+) | 废水样品体积/mL | 草酸溶液体积/mL | 蒸馏水体积/mL |
① | 1.0×10—4 | 60 | 10 | 30 |
② | 1.0×10—5 | 60 | 10 | 30 |
③ | 1.0×10—5 | 60 |
测得实验①和②溶液中的Cr2O72—浓度随时间变化关系如图所示。
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(2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明 ;
实验①中0~t1时间段反应速率
(Cr3+)= mol·L—1·min—1 (用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:
起催化作用;假设二: ;假设三: ;
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4 、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72—的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程) | 预期实验结果和结论 |