烟气的脱硫(除SO2)技术和脱硝(除NOx)技术都是环境科学研究的热点。
⑴烟气脱硫、脱硝的环境意义是 。
⑵选择性催化还原法的脱硝原理为:
6NOx+4x NH3 (3+2x)N2+6xH2O
①上述反应中每转移3mol电子,生成标准状况下N2的体积为 L。
②已知:2H2(g)+O2(g) =2H2O (g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=-180.5kJ·mol-1
则反应6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(g)的ΔH= 。
⑶目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如下图1,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。
图1 图2
①写出该脱硝原理总反应的化学方程式: 。
②为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是 。
A、B、C、D均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的关系如图所示(部分产物已略去)。
(1)若A为金属单质,D是某强酸的稀溶液,则反应C+D→B的离子方程式为。
(2)若A、B为盐,D为强碱,A的水溶液显酸性,则
①C的化学式为。
②反应B+A→C的离子方程式为。
(3)若A为强碱,D为气态氧化物。常温时,将B的水溶液露置于空气中,其pH随时间t变化可能如上图的图b或图c所示(不考虑D的溶解和水的挥发)。
①若图b符合事实,则D为(填化学式),此时图b中x 7(填“﹥”“﹤”“﹦”)
②若图c符合事实,则其pH变化的原因是(用离子方程式表示);已知图c中y﹤7,B的焰色反应为黄色,则B溶液中各离子浓度由大到小的顺序是。
(4)若A为非金属单质,D是空气的主要成分之一。它们之间转化时能量变化如上图a,请写出A+D→C的热化学方程式:。
咖啡酸(见下图),存在于许多中药中,如野胡萝卜、光叶水苏、荞麦、木半夏等。咖啡酸有止血作用,特别对内脏的止血效果较好。
(1)咖啡酸的化学式是其中含氧官能团的名称为、。
(2)咖啡酸可以发生的反应是(填写序号)。
①水解反应 ②加成反应 ③酯化反应④消去反应
(3)1mol咖啡酸与浓溴水反应时最多消耗mol Br2。
(4)咖啡酸与NaHCO3溶液反应的方程式。
(5)蜂胶的主要活性成分为CPAE,分子式为C17H16O4,该物质在一定条件下可水解生成咖啡酸和一种醇,该醇为芳香醇且分子结构中无甲基,此芳香醇的结构简式为,咖啡酸跟该芳香醇在一定条件下反应生成CPAE的化学方程式为。
Ⅰ.已知:
4Na(g)+3CO2(g)=2Na2CO3(l)+C(s,金刚石) △H=-1080.9kJ/mol
4Na(g)+CO2(g)=2Na2O(s)+C(s,金刚石) △H=-357.5kJ/mol
试写出固体Na2O与固体C(金刚石)反应得到气体Na和液态Na2CO3的热化学方程式。
Ⅱ.硝基苯甲酸乙酯在OH— 存在下发生水解反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol/L ,某温度下测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示:
t/s |
0 |
120 |
180 |
240 |
330 |
530 |
600 |
700 |
800 |
α/% |
0 |
33 |
42 |
49 |
59 |
73 |
74 |
75 |
75 |
回答下列问题:
(1)该反应在330~530s的平均反应速率为(只列出算式,不做运算)。
(2)试计算某温度下该反应的平衡常数(写出计算过程)。
(3)为提高O2NC6H4COOC2H5的转化率,可以采取的措施有,(写2条)。
Ⅲ.(1)下图装置中,开始电解时,Al电极反应式为,石墨电极反应式为。
(2)通电一段时间后测得有0.6mol电子转移,作出Al(OH)3物质的量与消耗H2O的物质的量的的图象(反应物足量,作出标注)。
(14分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol―1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)= 。
②图中p1 p2(填“<”、”“>”或“=”)。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),
为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为 。
(2)合成甲醇:在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图所示。
①反应(ii)需在 (填“高温”或“低温”)才能自发进行。
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,
原因是 (用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在上图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) ΔH="―29.1" kJ·mol―1,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是 。
(18分)Ⅰ.(8分)铜是生命必需的元素,也是人类广泛使用的金属。
(1)向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀,写出该沉淀的化学式 。
(2)将SO2气体通入CuCl2溶液中,生成CuCl沉淀的同时,还有产物 (填写化学式)。
(3)现代工业上,主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2,也可表示为Cu2S•Fe2S3)的方法获得铜。火法炼铜首先要焙烧黄铜矿:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO每转移0.6mol电子,有 mol硫被氧化。
(4)Cu2O投入足量的某浓度的硝酸中,若所得气体产物为NO和NO2的混合物,且体积比为1:1,发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.(10分)某无机化合物A的相对分子质量为184。在一定条件下,SCl2与氨完全反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X,且X的水溶液的pH<7。将18.4g A隔绝空气加强热可得到12.8g B和气体单质C。请回答下列问题:
(1)A的化学式为 ,C的电子式为 。
(2)写出SCl2与氨反应的化学方程式 。
(3)亚硝酸钠和X固体在加热条件下 (填“可能”或“不能”)发生反应,判断理由是 。
(4)请设计检验物质X的实验方案 。