(12分).随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
(1)目前,用超临界CO2(其状态介于气态和液态之间)代替氟利昂作冷剂已成为一种趋势,这一做法对环境的积极意义在于 。
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如:
以上反应中,最节能的是 ,原子利用率最高的是 。
(3)为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:
在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)
②该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数的数值将
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 .
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 | D.再充入1molCO2和3molH2 |
(4)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:
①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如下图所示。
图t1时引起平衡移动的条件可能是 。
其中表示平衡混合物中NH3含量最高的一段时间是 。
②温度为T°C时,将3amolH2和amolN2放入带有活塞的密闭容器中,如果活塞能自由移动,充分反应后测得N2的转化率为50%。如果在相同温度下将3amolH2、amolN2和2amolNH3气体放入该容器中,平衡时H2的转化率为 。
物质M是一种日常生活中不可缺少的调味品。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如下图所示(部分产物已略去):
(1)写出用惰性电极电解M溶液的离子方程式。
(2)若A是一种酸性氧化物,且可用于制造玻璃,则G的化学式是。
(3)若A是一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,则将过量的F溶液逐滴加入E溶液,边加边振荡,所看到的实验现象是。
(4)若A是一种盐,A溶液与B溶液混合产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色,最后变成红褐色的E,则由A转化成E的离子方程式是。
(5)若A是一种溶液,只可能含有中的某些离子,当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示。由此可知,该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为。
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。