7.随着能源与环境问题越来越被人们关注,碳一化学(C1化学)成为研究的热点.“碳一化学”即以单质碳及CO、CO2、CH4、CH3OH等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺.
(1)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环.CO2转化成有机物的例子很多,如:
a.6CO2+6H2O$\stackrel{光合作用}{→}$C6H12O6
b.CO2=3H2$→_{△}^{催化剂}$CH3OH+H2O
c.CO2+CH4$→_{△}^{催化剂}$CH3COOH.
d.2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$CH2=CH2+4H2
在以上属于人工转化的反应中,原子利用率最高的是c(填序号).
(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示.
①该反应化学平衡常数K的表达式是$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$.
②0~9min时间内,该反应的平均反应速率v(H2)=0.25mol•L-1•min-1
③在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是c(填字母序号).
    a.0<Q<29.5kJ    b.29.5kJ<Q<36.75kJ    c.36.75kJ<Q<49kJ    d.49kJ<Q<98kJ
④在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(α)与L和X的关系如图2所示,L和X分别表示温度或压强.
Ⅰ.X表示的物理量是温度.
Ⅱ.L1与L2的大小关系是L1>L2,简述理由:温度一定时,增大压强,CO2平衡转化率增大.
(3)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
    a.2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H1=-90.8kJ•mol-1
    b.2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.5kJ•mol-
    c.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=-41.3kJ•mol
①对于反应b,在温度和容积不变的条件下,能说明该反应已达到平衡状态的是cd(填字母).
    a.n(CH3OH)=n(CH3OCH3)=n(H2O)
    b.容器内压强保持不变
    c.H2O(g)的浓度保持不变
    d.CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2:1
②总反应:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=-246.4kJ•mol-1
(4)以KOH溶液为电解质,用二甲醚-空气组成燃料,其中负极的电极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O.
(5)C1化合物在治理汽车尾气方面也大有可为,如CO、CH4等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质.写出CO与氮氧化物(NOx)在有催化剂的条件下反应的化学方程式2xCO+2NOx $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2xCO2+N2
6.新型无机非金属材料甲和乙均是高温陶瓷材料,硬度大、熔点高、化学性质稳定.甲、乙分别由原子序数依次增大的X、Y、Z三种短周期元素中的两种组成.甲与NaOH浓溶液共热生成气体丙和化合物丁,丙在标准状况下的密度为0.76g•L-1,在丁溶液中滴加盐酸至过量,先生成白色沉淀后溶解.Z元素的氧化物是制造光导纤维的主要材料,在1300℃~1400℃的条件下,0.1mol的X单质与4.2g的Z单质恰好反应制得乙.请回答下列问题:
(1)乙的化学式为Si3N4;丙的电子式为
(2)甲与NaOH浓溶液共热的化学方程式为AlN+NaOH+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaAlO2+NH3↑.
(3)丁溶液中通入少量CO2的离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
(4)高温条件下,丙与Fe2O3反应生成Fe和X单质,写出该反应的化学方程式为Fe2O3+2NH3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+N2+3H2O,有人提出生成的产物Fe中可能还有FeO,请设计实验方案验证之(用化学方法)取样品少许,溶于足量的CuSO4溶液,充分反应后,过滤所得的滤渣溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液无现象,再滴加氯水,若溶液呈红色,则证明有FeO生成.
(5)工业上在X单质的气氛下将Z的氧化物和焦炭加热到1400℃~1450℃的条件下以制备乙,反应中还生成一种常见的可燃性气体戊,该反应的化学方程式为3SiO2+2N2+6C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si3N4+6CO.
 0  156270  156278  156284  156288  156294  156296  156300  156306  156308  156314  156320  156324  156326  156330  156336  156338  156344  156348  156350  156354  156356  156360  156362  156364  156365  156366  156368  156369  156370  156372  156374  156378  156380  156384  156386  156390  156396  156398  156404  156408  156410  156414  156420  156426  156428  156434  156438  156440  156446  156450  156456  156464  203614 

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