某天然有机化合物仅含、、元素,与A相关的反应框图如下:
(1)写出下列反应的反应类型:
第①步反应、、
第①步反应、 。
(2)所含官能团的名称是。
(3)写出、、、的结构简式
:、:、:、:。
(4)写出在浓存在并加热的条件下,与足量乙醇反应的化学方程式:
。
(5)写出与具有相同官能团的D的所有同分异构体的结构简式:
。
常温下,某水溶液M中存在的离子有:Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A。根据题意回答下列问题:
(1)写出酸H2A的电离方程式。
(2)若溶液M由10 mL 2 mol·L-1NaHA溶液与2 mol·L-1NaOH溶液等体积混合而得,则溶液M的pH________7(填“>”、“<”或“=”),溶液中离子浓度由大到小顺序为。
(3)若溶液M由下列三种情况:①0.01 mol·L-1的H2A溶液;②0.01 mol·L-1的NaHA溶液;③0.02 mol·L-1的HCl与0.04 mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液,则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为________;pH由大到小的顺序为____________。
(4)若溶液M由pH=3的H2A溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得,混合溶液c(H+)/c(OH-)=104,V1与V2的大小关系为__________(填“大于”“等于”“小于”或“均有可能”)。
将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bBcC(s)+dD,当反应进行一定时间
后,测得A减少了nmol,B减少了1/2 n mol,C增加了3/2 n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡。请填写下列空白:
(1)该化学方程式各物质的化学计量数为a=_____、b=______、c=_____、d=______。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中物质D的聚集状态为______。
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H = Q1的平衡常数为K1,反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)△H = Q2的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
温度( T ) |
K1 |
K2 |
973 |
1.47 |
2.38 |
1173 |
2.15 |
1.67 |
(1)从上表可推断,反应①是________(填“放”或“吸”)热反应;
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H = Q
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________;可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有__________。
A.缩小容器体积B.降低温度 C.使用合适的催化剂
D.设法减少CO的量E.升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3 =_____________;
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表)。设计如下对比实验。
(1)请完成以下实验设计表(请填满表中空缺地方,表中不要留空格)。
实验编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
![]() |
|
H2O2 |
Fe2+ |
||||
① |
为以下实验做参照 |
298 |
3 |
6.0 |
0.30 |
② |
探究温度对降解反应速率的影响 |
||||
③ |
298 |
10 |
6.0 |
0.30 |
【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。
(2)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50 -150内的反应速率ν(p-CP )=
【解释与结论】
(3)实验①②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所使用试剂H2O2的角度分析原因:;
(4)实验③得出的结论是:pH=10时,;
【思考与交流】
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来,根据上图中信息,给出一种迅速停止反应的方法:。
在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度分别为c(A)=0.100mol/L,c(B)=0.200mol/L,c(C)=0.000mol/L。反应物A浓度随时间变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)实验③平衡时C的浓度为____________;
(2)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。其中,②所改变的条件___________,
判断的理由是:__________________________________;③所改变的条件是_________。
(3)该反应的△H _____0,判断其理由是___________________________________________。
(4)下图表示实验①条件下达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况。若降温时,请把反应速度变化情况画在图中a~b处。