(14分)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1) 将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
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一定温度下,在一个容积固定的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a.容器中的压强不变 b.1 mol H-H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
c.
=(CO)=
(H2O) d.c(CO)=c(H2)
(2) 将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应
,得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
|
|
|
| |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 1.6 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 0.4 | 3 |
3 | 9.. | a | b | c | d | t |
①实验l中以
(CO2)表示的反应速率为 。
②该反应的逆反应为 (填“吸”或“放’’)热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是 (用含a、b的数学式表示)。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:
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右图表示
该反应进行过程中能量(单位为lkJ?mol。)的变化。
①在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入l molCO2和3molH2,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是 (填字母)
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入l mol CO2和3 molH2
②当反应达到平衡时不断改变条件(但不改变各组分物质的量和状态)反应速率随时间的变化如右图:其中表示平衡混合物中CH3OH含量最高的一段时间是 ;如t0~t1平衡常数为.K1,t2~t3平衡常数为K2,则K1 K2(填“大于”、“等于”或“小于”)。
下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息,请推断后作答:
元素 | 有关信息 |
A | 元素主要化合价为-2,原子半径为0.074nm |
B | 所在主族序数与所在周期序数之差为4 |
C | 原子半径为0.102nm,其单质在A的单质中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰 |
D | 最高价氧化物的水化物,能按1:1电离出电子数相等的阴、阳离子 |
E | 原子半径为0.075nm,最高价氧化物的水化物与其氢化物组成一种盐X |
(1) 画出B的原子结构示意图 ;写出D元素最高价氧化物的水化物电子式 .
(2) 盐X水溶液显 (填酸、碱或中)性,用离子方程式解释其原因 ;
(3) D2CA3的溶液与B的单质能发生反应,其反应的离子方程式为 ;
(4) 已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同,已知在101 KPa 25℃320 g Y在空气中完全燃烧生成E2,放出热量6240 kJ,写出Y完全燃烧反应的热化学方程式 。(Y在常温下为液态)
(5) Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20~30%的KOH溶液。该燃料电池放电时,正极的电极反应式是 。
(6) 如右图是一个电化学过程示意图。假设使用Y-空气燃料电池作为本过程的电源,铜片质量变化128g,则Y一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气(设空气中氧气的体积含量为20%) L。
下表为各物质中所含有的少量杂质,以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法。正确的一组为
序号 | 物质 | 杂质 | 除杂质应选用的试剂或操作方法 |
① |
|
| 加入适量 |
② |
|
| 加入过量烧碱后过滤,再用硫酸酸化滤液 |
③ |
|
| 通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶 |
④ |
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| 溶解、过滤、蒸发、结晶 |
A.②④ B.①④ C.②③ D.①②