19.天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛.

Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用
(1)甲烷蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.2 kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0 kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨催化剂中毒,必须除去.工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法.此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol.
(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如图1所示:
析图可知:
①相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是汽气比越大CO平衡变化率越大.
②汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是:温度越高CO平衡变化率越小.
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为Kp=$\frac{P(C{O}_{2})•P({H}_{2})}{P(CO)•P({H}_{2}O)}$.随温 度的降低,该平衡常数增大(填“增大”“减小”或“不变”).
Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用
以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图2如下:
(1)外电路电子流动方向:由A流向B(填字母).
(2)空气极发生反应的离子方程式是O2+4e-+2CO2=2CO32-
(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e-转移,有19.2 g 精铜析出.
17.某研究性学习小组用下列装置(铁架台等支撑仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应,并检验反应产物.
(1)为快速得到乙醇气体,可采取的方法是在烧杯中加入热水(对烧杯加热); 若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸,你采取的措施是c(填写编号);
a.取下小试管            b.移去酒精灯
c.将导管从乳胶管中取下   d.以上都可以
(2)盛Cu(OH)2悬浊液的试管中可能出现的现象为试管中出现砖红色沉淀.
(3)如图实验,观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体(M),充分反应后停止加热.为了检验M的组成,进行下列实验.
①M能被磁铁吸引;加入足量稀硫酸,振荡,固体全部溶解,未观察到有气体生成;
②经检验溶液中有Fe2+和Fe3+
关于M 中铁元素价态的判断正确的是d(填写编号).
a.一定有+3价和+2价铁,一定无0价铁    b.一定有+3价、+2价和0价铁
c.一定有+3价和0价铁,一定无+2价铁    d.一定有+3和+2价铁,可能有0价铁
(4)若M的成份可表达为FeXOY,用CO还原法定量测定其化学组成.称取a g M样品进行定量测定,实验装置如图1和步骤如下:

①组装仪器;②点燃酒精灯;③加入试剂; ④打开分液漏斗活塞;⑤检查气密性;⑥停止加热;⑦关闭分液漏斗活塞;⑧….正确的操作顺序是c(填写编号)
a.①⑤④③②⑥⑦⑧b.①③⑤④②⑦⑥⑧c.①⑤③④②⑥⑦⑧d.①③⑤②④⑥⑦⑧
(5)若实验中每步反应都进行完全,反应后M样品质量减小b g,则FexOy中$\frac{x}{y}$=$\frac{2(a-b)}{7b}$.
16.A、B、C、D、E五种物质(或离子)均含有同一种元素,它们之间有如图所示的转化关系:
(1)若A为单质,C、D的相对分子质量相差16.0.05 mol•L-1 E溶液中只有3种离子,且在25℃时,溶液中的$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1012
①若B为气态氢化物,写出E→C的一个化学方程式Cu+2H2SO4(浓) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O或C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O.
②在A→C的反应中,每转移1 mol e-就会放热143.5 kJ,写出该反应的热化学方程式S(g)+O2(g)═SO2(g)△H=-574.0 kJ/mol.
(2)若A为单质,B、C均属于盐类,D是一种白色沉淀.
①若B的水溶液呈酸性,C的水溶液呈碱性,C溶液呈碱性的原因是Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+(用离子方程式表示).
②若B溶液呈黄色,与硫氰化钾溶液混合后显红色,E是一种不溶性碱.则:
(Ⅰ)B→C的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+
(Ⅱ)D→E的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
(Ⅲ)选用一种试剂R与E反应实现E→C的转化,则R为HI;该反应的离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-═2Fe2++I2+6H2O.
(3)若A~E均为化合物,且均含有元素Y.A是淡黄色固体,B、C两溶液在等物质的量浓度时,C溶液的pH较小.电解D的水溶液是最重要的工业生产之一,D→E→C也是工业制备C的普遍方法.Y的单质与钾的合金可在核反应堆中用作热交换液.5.05 g Y钾合金溶于200 mL水生成0.075 mol氢气,计算并确定该Y钾合金的化学式是NaK2
15.电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱.25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:
化学式HFH2CO3HClO
电离平衡常数(Ka 7.2×10-4K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
 3.0×10-8
(1)已知25℃时,①HF(aq)+OH-(aq)═F-(aq)+H2O(l)△H=-67.7 kJ/mol,
②H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为HF(aq)?H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4kJ•mol-1
(2)将浓度为0.1 mol/L HF溶液加水稀释一倍(假设温度不变),下列各量增大的是CD.
A.c(H+)               B.c(H+)•c(OH-
C.$\frac{c({H}^{+})}{c({H}^{-})}$               D.$\frac{c(O{H}^{-})}{c({H}^{+})}$
(3)在20 mL 0.1 mol/L氢氟酸中加入V mL 0.1 mol/L NaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是BC.
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中,由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F-)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F-)=c(Na+
D.③点时V=20 mL,此时溶液中c(F-)<c(Na+)=0.1 mol/L
(4)物质的量浓度均为0.1 mol/L的下列四种溶液:①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③NaF溶液④NaClO溶液.依据数据判断pH由大到小的顺序是①>④>②>③.
(5)Na2CO3溶液显碱性是因为CO${\;}_{3}^{2-}$水解的缘故,请设计简单的实验事实证明之在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅.
(6)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在.1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H-O-F.HFO与水反应得到HF和化合物A,每生成1 mol HF转移1mol电子.
 0  154853  154861  154867  154871  154877  154879  154883  154889  154891  154897  154903  154907  154909  154913  154919  154921  154927  154931  154933  154937  154939  154943  154945  154947  154948  154949  154951  154952  154953  154955  154957  154961  154963  154967  154969  154973  154979  154981  154987  154991  154993  154997  155003  155009  155011  155017  155021  155023  155029  155033  155039  155047  203614 

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