11.元素镍(Ni)在溶液中+3价极不稳定,主要以Ni2+(绿色)、[Ni(NH36]2+(蓝色)、[Ni(CN)4]2-(橙黄色)、[Ni(CN)5]3-(深红色)等形式存在.Ni(OH)2为难溶于水的浅绿色固体.
(1)Ni2+与Ag+化学性质相似.在NiSO4溶液中逐滴加入氨水直至过量,可观察到的现象是绿色溶液变浅,同时有绿色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成蓝色溶液.溶液中某离子浓度≤1.0×10-5mol•L-1可认为沉淀完全.室温下Ni(OH)2饱和溶液的pH=9,则溶液中的Ni2+恰好沉淀完全时的pH<9(填“>”或“=”或“<”).
(2)镍作为一种催化剂被广泛用于有机合成反应中,其制备原料是镍铝合金.通常用NaOH 浓液处理该合金可制得多孔结构的镍,制备过程发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O═2[Al(OH)4]-+3H2↑.
(3)[Ni(CN)4]2-和[Ni(CN)5]3-在溶液中可相互转化.室温下,某溶液中[Ni(CN)4]2-的转化率(α)与平衡时c(CN-)的关系如图所示.
①用离子方程式表示[Ni(CN)4]2-在溶液中的转化反应[Ni(CN)4]2-+CN-?[Ni(CN)5]3-
②由图可知平衡转化率为50%时,c(CN-)=4amol•L-1(用含a的代数式表示).
③已知该反应的△H<0,升高温度,该反应的平衡常数减小(选填“增大”或“减小”或“不变”).
(4)NiO(OH)为难溶于水的黑色固体,但可溶于浓盐酸并形成绿色溶液,其离子方程式为2NiO(OH)+6H++2Cl-═2Ni2++Cl2↑+4H2O.
6.甲醇、天燃气是重要的化工原料,又可作为燃料.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇、甲烷.已知合成甲醇发生的主反应如下(已知CO的结构式为C≡O):
①CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO(g)+H2O(g )?CO2(g)+H2(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键能数据如下:
化学键H-HC-OC≡OH-OC-H
E/(kJ•mol-14363431076465413
由此计算△H1=+99kJ/mol.已知△H2=-58kJ•mol-1,则△H3=-41kJ/mol.
(2)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的甲醇发生反应①.100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图1所示(平衡时甲醇的转化率记作a1).

①在0-60s时段,反应速率v(CO)为0.001mol/(L•s);该反应的平衡常数K1的表达式为$\frac{c(CO){c}^{2}({H}_{2})}{c(C{H}_{3}OH)}$.
②已知若在恒压条件下进行,平衡时CH3OH的转化率a2>a1(填“大于”或“小于”、“等于”),判断理由是因为该反应为体积增大的反应,所以恒压相当于在恒容的基础上减小压强,平衡正向移动.
(3)合成CH4的原理:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H=-162kJ•mol-1.其他条件相同,实验测得在T1和P1与T2和P2条件下该反应的H2平衡转化率相同,若T1>T2,则P1>P2(填“>”、“<”或“=”).
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装如图2所示的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4①写出铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量硫酸(选填“盐酸”或“硫酸”).
(5)标准状况下,将22.4L的甲烷完全燃烧生成的CO2通入到0.1L 1mol•L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-).
(6)天然气中的少量H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式2NH4HS+O2=2NH3•H2O+2S↓.
4.能源问题是人类社会面临的重大课题.甲醇是未来重要的绿色能源之一.
(1)已知:在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7kJ.请写出甲醇燃烧的热化学方程式CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4kJ/mol.
(2)由CO2和H2合成甲醇的化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)<“m“:math dsi:zoomscale=150 dsi:_mathzoomed=1>?加热催化剂<“m“:math dsi:zoomscale=150 dsi:_mathzoomed=1>?加热催化剂$?_{加热}^{催化剂}$CH3OH(g)+H2O(g).在其他条件不变的情况下,实验测得温度对反应的影响如下图所示(注:T1、T2均大于300℃).

①关于该反应的下列说法中,正确的是C
A.△H>0,△S>0         B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0         D.△H<0,△S>0
②温度为T2时的平衡常数<(填“>”“<”或“=”)温度为T1时的平衡常数.
③在T1温度下,将1molCO2和1molH2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强的比值为1-α.
(3)运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义.
CO可以合成甲醇.已知:
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.5kJ•mol-1
CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1
则CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.1kJ•mol-1
 0  163538  163546  163552  163556  163562  163564  163568  163574  163576  163582  163588  163592  163594  163598  163604  163606  163612  163616  163618  163622  163624  163628  163630  163632  163633  163634  163636  163637  163638  163640  163642  163646  163648  163652  163654  163658  163664  163666  163672  163676  163678  163682  163688  163694  163696  163702  163706  163708  163714  163718  163724  163732  203614 

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