[化学与技术]硫酸在日常生产生活中应用非常广泛。请回答硫酸工业中的如下问题:
(1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料,目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料,以硫黄为原料的优点是 。
(2)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3,是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO27%;O211%;N2 82%);
![]() ![]() 转化率/% 温度/℃ |
0.1 |
0.5 |
1 |
10 |
400 |
99.2 |
99.6 |
99.7 |
99.9 |
500 |
93.5 |
96.9 |
97.8 |
99.3 |
600 |
73.7 |
85.8 |
89.5 |
96.4 |
利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是:温度_______ ℃,压强 ___________MPa。
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率? _______(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量? (填“是” 或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用 吸收SO3。
(5)在催化反应室中设有热交换装置,以下叙述与热交换装置的作用有关的是______(填写序号)。
A.保护环境。防止空气污染 | B.充分利用热量,降低生产成本 |
C.升高温度,提高SO2的转化率 | D.防止催化剂中毒 |
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用 ________(填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式_______________________________________。
已知:
为合成某种液晶材料的中间体M,有人提出如下不同的合成途径:
(1)常温下,下列物质能与A发生反应的有________(填序号)。
a.苯 b.Br2/CCl4 c.乙酸乙酯 d.KMnO4/H+溶液
(2)M中官能团的名称是________,由C→B的反应类型为________。
(3)由A催化加氢生成M的过程中,可能有中间生成物和________(写结构简式)生成
(4)检验B中是否含有C可选用的试剂是________(任写一种名称)。
(5)物质B也可由C10H13Cl与NaOH水溶液共热生成,C10H13Cl的结构简式为________。
(6)C的一种同分异构体E具有如下特点:
a.分子中含—OCH2CH3
b.苯环上只有两种化学环境不同的氢原子
写出E在一定条件下发生加聚反应的化学方程式:____________________________。
化合物A(C12H16O2)经碱性水解、酸化后得到B和C(C8H8O2)。C中含有苯环,且苯环上有2种氢原子。B经过下列反应后得到G,G由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量为172,元素分析表明,含碳55.8%,含氢7.0 %,核磁共振氢谱显示只有一个峰。
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为_______________,G的分子式为______________。
(2)B的名称为_____________,D中官能团的名称为________________。
(3)写出F→G的化学方程式:________________________________,该反应属于_________(填反应类型)。
(4)写出满足下列条件的C的3种同分异构体的结构简式:___________________。
①是苯的对位二取代化合物;②能与FeCl3溶液发生显色反应;③不考虑烯醇()结构。
(5)在G的粗产物中,经检测含有聚合物杂质。写出聚合物杂质可能的结构简式(写出1种即可):_________________________________________________________________。
下图是200 mg MnC2O4·2H2O晶体放在坩埚里加热分解时,所得固体产物的质量(m)随温度(T)变化的曲线(已知草酸锰不稳定,但其中锰元素的化合价在300 ℃以下不变)。
试回答下列问题:
(1)写出B点固体产物的化学式:_________________________________________。
(2)从B点到C点过程中固体物质质量不变的原因是_____________________________________________________。
(3)通过计算确定D点产物的相对分子质量,并推断其合理的化学式:____________
(4)从D点到E点过程中固体物质质量增加的原因是___________________________
大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+ O3(g)===IO-(aq)+O2(g) ΔH1
②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) ΔH2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) ΔH3
总反应的化学方程式为_________________________________,其反应热ΔH=________。
(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq)I3—(aq),其平衡常数表达式为________。
(3) 为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如上图),某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH,结果见下图和下表。
编号 |
反应物 |
反应前pH |
反应后pH |
第1组 |
O3+I- |
5.2 |
11.0 |
第2组 |
O3+I-+Fe2+ |
5.2 |
4.1 |
图2
①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是_____________________________
②图1中的A为________。由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是_____________________________________________
③第2组实验进行18 s后,I3—浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。
A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加
(4)据图2,计算3~18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示:。请回答下列问题:
(1)若甲是10电子的阳离子,乙是碱性气体。1 mol乙通入足量强酸溶液中与H+反应,反应过程中的能量变化如图。写出乙的一种用途________________。该反应的热化学方程式为___________________________。
(2)若甲是CO2,用CO2和NH3反应可以合成尿素,合成尿素的反应分为如下两步。
第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸铵) ΔH1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)(尿素) ΔH2
在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图Ⅰ所示。
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图Ⅰ所示,则前10 min用CO2表示的第一步反应的速率为________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图Ⅱ所示,则ΔH2________0(填“>”、“<”或“=”)。