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化学反应原理综合题
1.氧化石墨烯/四氧化三铁()在吸附材料、磁性材料、电池材料等方面具有广泛的应用前景。某实验小组按如下流程制备,并研究其对模拟废水中的吸附去除性能。
Ⅰ:制备
已知:①反应I部分机理:浓硫酸是强质子酸,嵌入石墨层间破坏范德华力,有助于石墨烯层被剥离开。
②氧化石墨烯是一种单层二维材料,结构中有羧基、羟基和环氧基。
请回答:
(1)实验室研磨用的仪器是_____。
A. B. C. D.
(2)下列有关说法不正确的是_____。
A.采用磁力搅拌可减少沉淀Ⅱ中的团聚现象
B.取沉淀Ⅱ的上清液,滴入酸性溶液,褪色说明沉淀II反应未完全
C.制备GO过程中,和作氧化剂
D.反应Ⅰ中,宜将石墨研成细粉,主要目的是增大石墨粒子表面积,提高氧化程度
(3)沉淀Ⅱ中的离子方程式 。
(4)反应Ⅰ采用冰水浴,控温的理由是 。
Ⅱ:研究对模拟废水中的吸附去除性能。
步骤一:
①配制不同浓度的标准液;
②测定吸光度。分别取0.50mL不同浓度标准液加入一定量酸酸化、摇匀,再加入一定量显色剂,摇匀,用紫外分光光度计在540nm处测量其吸光度;
③根据测定的吸光度值和标准液浓度,绘制吸光度(A)与浓度(c)的标准曲线(如图所示)。
步骤二:
①取10.00mL模拟废水稀释至250mL,用步骤一中②的方法,测得吸光度值为0.6;
②取50.00mL模拟废水,加入进行吸附性能测试,用磁铁分离,用步骤一中②的方法,测得吸光度值为0.6;
(5)步骤一中,酸化后,的主要存在的离子形式是 ,加入后的去除率为 。
2.苯乙烯是重要的有机化工原料,可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接脱氢:
(ⅱ)氧化脱氢:
回答下列问题:
(1)①反应的 ,平衡常数 (用表示)。
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢,其原因是 。
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有 、 。
(2)已知,忽略随温度的变化。当时,反应能自发进行。在下,直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在常温下 (选填“能”或“不能”)自发。
②随温度的变化曲线为 (选填“a”或“b”),判断的理由是 。
③在某温度、下,向密闭容器中通入气态乙苯发生直接脱氢反应,达到平衡时,混合气体中乙苯和氢气的分压相等,该反应的平衡常数 (保留小数点后一位;分压总压物质的量分数)。
(3)乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应,生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和苯乙烯选择性,应当 。
3.氢能是一种重要的绿色能源,在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)①已知反应Ⅲ:,,
则 。
②反应Ⅰ能自发进行的条件为 。
(2)压强为100,的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,每条曲线表示相同的平衡产率。
①反应Ⅱ的平衡常数: (填“>”、“=”或“<”)
②的产率:C点 B点(填“>”、“=”或“<”);
③A、B两点产率相等的原因是 。
(3)压强为100下,1和3发生上述反应,平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知:的选择性]
①573K时,10分钟反应达到平衡,则乙醇的物质的量的变化量 。
②表示选择性的曲线是 (填标号)。
③573K时,反应Ⅱ的 (保留到小数点后两位)。
4.“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一, CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
Ⅰ:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g) ΔH = +247 kJ·mol−1
Ⅱ:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH = +41 kJ·mol−1
请回答下列问题:
(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温低压 D.高温高压
(2)反应CH4(g) + 3CO2(g) 4CO(g) + 2H2O(g)的ΔH = kJ·mol−1。
(3)恒温恒压条件下,1mol CH4(g)和1mol CO2 (g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为,H2O (g)的物质的量为bmol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx = (写出含有α、b的计算式;对于反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g