【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式_________________________________。
(2)利用CO2及H2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:
甲:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1
乙:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2和H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) | 综合选项 |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1molCO和2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。
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①0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。
【题目】重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。
I.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:
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注:部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
pH | 3.7 | 9.6 | 11.1 | 8 | 9(>9溶解) |
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是____(填序号);已知钠离子交换树脂的原理:Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是____(填序号)。
A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+
(3)还原过程中,每消耗172.8gCr2O72-转移4.8 mol e-,该反应离子方程式为____。
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O72-形式存在,工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。实验室用如图装置模拟处理含Cr2O72-废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式2H++2e-=H2↑随着电解进行,阴极附近pH升高。
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(1)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极?____(填“能”或“不能”),理由是______________。
(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为________________。
(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡影响角度解释其原因__________。
【题目】某小组为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱,设计实验如下:
资料:稀溴水呈黄色;浓溴水呈红棕色;碘水呈棕黄色。
实验Ⅰ |
|
实验Ⅱ | 取ⅰ中的黄色溶液少许,加入KI溶液,再加入淀粉溶液。 |
(1)ⅰ中反应的离子方程式是__________________________________________。
(2)实验Ⅰ中ⅰ和ⅱ可以得出的结论是__________________________________。
(3)①甲同学认为:实验Ⅱ观察到__________________现象,得出氧化性Br2>I2。
②乙同学对上述实验进行反思,认为实验Ⅱ不能充分证明氧化性Br2>I2,他补做了实验Ⅲ。
实验Ⅲ | 另取ⅰ中的黄色溶液少许,先加入足量的NaBr固体,充分振荡,然后加入KI溶液和淀粉溶液。 |
补做实验Ⅲ的目的是___________________________________________________。
(4)综合实验Ⅰ和Ⅲ,得出Cl2、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序为_____________。
(5)实验室的氯水都是实验前新制备,其制备的方法是将氯气通往蒸馏水中使其充分溶解而得到。实验室可用如图装置来制备氯水,下列对于该实验说法正确的是___________。
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A.甲装置中所用药品为浓盐酸和二氧化锰
B.若在装置乙、丙之间增加一个如图(a)所示装置,制备的氯水更纯净
C.为提高氯水的制备效率,可在丙装置中的长玻璃管下端接一个如图(b)所示的多孔球
D.为了充分吸收尾气并防止倒吸,丁装置可选用如图(c)所示装置
【题目】元素周期表(律)在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表为元素周期表的一部分,回答下列问题。
族 周期 | IA | 0 | ||||||
1 | ① | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | |
2 | ② | ③ | ||||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
4 | ||||||||
(1)元素①~⑧中,金属性最强的是_______(填元素符号,下同)、非金属性最强的是______,用电子式表示上述两种元素形成化合物的过程___________。
(2)中国青年化学家姜雪峰被国际组织推选为“元素⑦代言人”,元素⑦的原子结构示意图是_______________,其氢化物的电子式是___________________________。
(3)元素①和③可以形成多种化合物。下图模型表示的分子中,可能由①和③形成的是_____________________________________________________(请用结构简式作答)。
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(4)元素③、⑤的最高价氧化物对应水化物中酸性较强的是_________(填化学式),说明你判断的理由:____________________________________________________。
(5)主族元素砷(As)的部分信息如图所示。
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①砷(As)在周期表中的位置是________________。
②下列说法正确的是_______(填序号)。
a.砷元素的最高化合价为+4
b.推测砷有多种氧化物
c.⑥的气态氢化物的还原性大于砷的气态氢化物的还原性