(10分)温家宝总理多次指出要大力抓好节能降耗、保护环境。请你分析并回答下列问题:
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是 ____________________。
A.制备环氧乙烷:![]() |
B.制备硫酸铜Cu+2H2SO4![]() |
C.制备甲醇: 2CH4+O2![]() |
D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O |
(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强。工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为 _____________________________,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是 ____________________________________________________________。
(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:
|
乙炔水化法 |
乙烯氧化法 |
原料 |
乙炔、水 |
乙烯、空气 |
反应条件 |
HgSO4、100~125℃ |
PdCl2-CuCl2、100~125℃ |
平衡转化率 |
乙炔平衡转化率90%左右 |
乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 |
2.5吨(某设备条件下) |
3.6吨(相同设备条件下) |
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二:原料来源生产工艺
|
原料生产工艺过程 |
乙炔 |
![]() ![]() |
乙烯 |
来源于石油裂解气 |
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。
①从产率和产量角度分析 。
②从环境保护和能耗角度分析 。
合成一种有机化合物的途径往往有多种,下图所示为合成醇类物质乙的两种不同途径。
回答下列问题:(1)甲分子中含氧官能团的名称是,由甲催化加氢生成乙的过程中,可能有和(写结构简式)生成。
(2)戊的一种属于芳香烃的同分异构体的核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为3:1,写出戊的这种同分异构体的结构简式。
(3)由丁丙的反应类型为,检验丙中是否含有丁可选用的试剂是(填下列各项中序号)。
a.Na b.NaHCO3溶液 c.银氨溶液 d.浓硫酸
(4)物质乙还可由C10H19Cl与NaOH水溶液共热生成。写出该反应过程中,发生反应的化学方程式并注明反应条件:。(有机化合物均用结构简式表示)
A、B、C是中学化学中常见的三种元素(A、B、C代表元素符号)。A位于元素周期表中第4周期,其基态原子最外层电子数为2且内层轨道全部排满电子。短周期元素B的一种常见单质为淡黄色粉末。元素C的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍。
(1)在第3周期中,第一电离能大于B的元素有种;
A与B形成晶体的晶胞如图所示,该晶胞实际拥有Bn-的数目为
(2)B的氢化物(H2B)分子的空间构型为 ;在乙醇中的溶解度:s(H2C)>s(H2B),其原因是。
(3)B与C可形成BC42-
①BC42-中,B原子轨道的杂化类型是。
②人们将价电子数和原子数分别相同的不同分子、离子或原子团称为等电子体。与BC42-互为等电子体的分子的化学式为(写出一种即可)。
(4)A的氯化物与氨水反应可形成配合物[A(NH3)4]Cl2,l mol该配合物中含有键的物质的量为mol。
氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品应用广泛。请回答下列问题:
(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产为基础的工业体系。
(2)电解前,为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质离子,加入下列试剂的顺序合理的是(填下列各项中序号)。
a、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡 b、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
c、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡 d、氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
(3)“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下:
成分 |
NaCl |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
BaSO4 |
其他不溶物 |
质量分数(%) |
15~20 |
15~20 |
5~10 |
30~40 |
10~15 |
利用盐泥生产MgSO4·7H2O晶体的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
①酸洗过程中加入的酸为,加入的酸应适当过量,控制pH为5左右,反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是 。
②过滤所得滤渣的主要成分为。
③根据图分析,蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为。
④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是。
铁及其化合物应用广泛。
(1)三氯化铁是一种水处理剂,工业制备无水三氯化铁固体的部分流程如下图:
①检验副产品中含有X时,选用的试剂是(填下列各项中序号)。
a.NaOH溶液 b.KSCN溶液 c.酸性KMnO4溶液 d、铁粉
②在吸收塔中,生成副产品FeCl。的离子方程式为
(2)高铁酸钾(K2FeO4)也是一种优良的水处理剂,工业上,可用铁作阳极,电解KOH溶液制备高铁酸钾。电解过程中,阳极的电极反应式为;电解一段时间后,若阳极质量减少28 g,则在此过程中,阴极析出的气体在标准状况下的体积为L。
(3)硫化亚铁常用于工业废水的处理。
①你认为,能否用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水?(填“能”或“否”)。请根据沉淀溶解平衡的原理解释你的观点(用必要的文字和离子方程式说明):(已知:25℃时,溶度积常数Ksp(FeS)=6.310-18、Ksp(CdS)=3.610-29)
②工业上处理含Cd2+废水还可以采用加碳酸钠的方法,反应如下:2Cd2++2CO32-+H2O=Cd2(OH)2CO3+A。则A的化学式为。
(16分)碳、氮、硫、氯是四种重要的非金属元素。
(1)CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的△H难以直接测量,原因是。
已知:a.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H =-566.0 kJ·mol-1
b.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H =-890.0 kJ·mol-1
则CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的热化学方程式为。
(2)工业上合成氨气的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0。现将10 mol N2和26 mol H2置于容积可变的密闭容器中,N2的平衡转化率(
)与体系总压强(P)、温度(T)的关系如图所示。回答下列问题:
①反应达到平衡状态B时,容器的容积10 L,则T1时,合成氨反应的平衡常数K= L2·mol-1。
②平衡状态由A变到C时,对应的平衡常数K(A)K(C)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在25℃时,HSCN、HClO、H2CO3的电离常数如下表:
HClO |
HSCN |
H2CO3 |
K=3.210-8 |
K=0.13 |
Kl=4.210-7 K2=5.610-11 |
①1 mol·L-1的KSCN溶液中,所有离子的浓度由大到小的顺序为>> > 。
②向Na2CO3溶液中加入过量HClO溶液,反应的化学方程式为 。
③25℃时,为证明HClO为弱酸,某学习小组的同学没计了以下三种实验方案。下列三种方案中,你认为能够达到实验目的的是(填下列各项中序号)。
a.用pH计测量0.1 mol·L-1NaClO溶液的pH,若测得pH>7,可证明HClO为弱酸
b.用pH试纸测量0.01 mol·L-1HClO溶液的pH,若测得pH>2,可证明HClO为弱酸
c、用仪器测量浓度均为0.1 mol·L-1的HClO溶液和盐酸的导电性,若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸,可证明HClO为弱酸