【题目】以天然气代替石油生产液体燃料和基础化学品是当前化学研究和发展的重点。

(1)我国科学家创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂,成功实现了甲烷一步高效生产乙烯、芳香烃Y和芳香烃Z等重要化工原料,实现了CO2的零排放,碳原子利用率达100%。已知Y、Z的相对分子质量分别为78、128,其一氯代物分别有1种和2种。

有关化学键键能数据如表中所示:

化学键

H-H

C=C

C-C

C≡C

C-H

E(kJ/mol)

436

615

347.7

812

413.4

写出甲烷一步生成乙烯的热化学方程式:_________________________,反应中硅化物晶格限域的单中心铁催化剂的作用是________________________;

已知:原子利用率=期望产物总质量/反应物总质量×100%,则甲烷生成芳香烃Y的原子利用率为___________;

生成1 mol Z产生的H2约合标准状况下________L。

(2)如图为乙烯气相直接水合法制备乙醇过程中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)n(C2H4)=11]

若p2=8.0 MPa,列式计算A点的平衡常数Kp=____________(用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数;结果保留到小数点后两位);

该反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应,图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小关系为____________,理由是________________;

气相直接水合法常采用的工艺条件:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度为290,压强为6.9 MPa,n(H2O)n(C2H4)=0.61。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有______________(任写两条)。

【题目】研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。

(1)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+206.1 kJ·mol1

2H2(g)+ CO(g)CH3OH(l) H2=128.3 kJ·mol1

2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) H3=483.6 kJ·mol1

25时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为__________________________。

(2)利用反应来制备氢气,为了探究温度、压强对反应速率、转化率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为400或500,压强为101kPa或404kPa)。

实验序号

温度

压强/kPa

CH4初始浓度/mol·L1

H2O初始浓度/mol·L1

1

400

p

3.0

7.0

2

t

101

3.0

7.0

3

400

101

3.0

7.0

实验2和实验3相比,其平衡常数关系是K2__________K3(填“>”“<”或“=”)。

将等物质的量的CH4和水蒸气充入1 L恒容密闭容器中,发生上述反应,在400下达到平衡,平衡常数K=27,此时容器中CO物质的量为0.10 mol,则CH4的转化率为__________。

(3)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示。

“重整系统”发生的反应中n(FeO)n(CO2)=61,则FexOy的化学式为______________。

“热分解系统”中每分解l mol FexOy,转移电子的物质的量为________。

(4)pC类似pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。若某溶液中溶质的浓度为1×103 mol·L1,则该溶液中溶质的pC=lg(1×103)=3。如图2为25时H2CO3溶液的pCpH图。请回答下列问题 (若离子浓度小于105 mol·L1,可认为该离子不存在):

在同一溶液中,H2CO3_____________(填“能”或“不能”)大量共存。

求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________。

人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的最终将_______。

A.变大 B.变小 C.基本不变 D.无法判断

【题目】碳及其化合物在能源、材料等方面具有广泛的用途。回答下列问题:

(1)天然气是目前应用较为广泛的能源之一,天然气中除含主要成分甲烷外,还含有乙烷、丙烷等,乙烷的电子式为

(2)碳酸和草酸均为二元弱酸,其电离均为分步电离,二者的电离常数如下表:

H2CO3

H2C2O4

K1

4.2×107

5.4×102

K2

5.6×1011

5.4×105

向碳酸钠溶液中滴加少量草酸溶液所发生反应的离子方程式为

浓度均为0.1 mol·L1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2C2O4溶液、NaHC2O4溶液,其溶液中H+浓度分别记作c1、c2、c3、c4。则四种溶液中H+浓度由大到小的顺序为

(3)常温时,C和CO的标准燃烧热分别为394.0 kJ·mol1、283.0 kJ·mol1,该条件下C转化为CO的热化学方程式为

(4)氢气和一氧化碳在一定条件下可合成甲醇,反应如下:

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=Q kJ·mol1

该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表:

温度/

250

300

350

K/L2·mol2

2.041

0.270

0.012

由此可判断Q (选填“ >”或“<”)0。

一定温度下,将6 mol H2和2 mol CO充入体积为2 L的密闭容器中,10 min反应达到平衡状态,此时测得c(CO)=0.2 mol·L1,该温度下的平衡常数K= ,0~10 min内反应速率v(CH3OH)=

在两个密闭容器中分别都充入20 mol H2和10 mol CO,测得一氧化碳的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示:

A、B两点的压强大小关系:p1 (选填“ >”、“=”或“<”)p2。若A点对应容器的容积为20 L,则B点对应容器的容积为 L。

 0  182516  182524  182530  182534  182540  182542  182546  182552  182554  182560  182566  182570  182572  182576  182582  182584  182590  182594  182596  182600  182602  182606  182608  182610  182611  182612  182614  182615  182616  182618  182620  182624  182626  182630  182632  182636  182642  182644  182650  182654  182656  182660  182666  182672  182674  182680  182684  182686  182692  182696  182702  182710  203614 

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