A、B、C、D和甲有以下转化关系。已知物质甲是短周期元素组成的盐,且是某种消毒液的有效成分,沉淀D可溶于酸。
请回答下列问题:
(1)组成A的元素在周期表中位于第 周期第 族。
(2)鉴定C中阳离子(不考虑H+)的操作和现象是 。
(3)A转化为B时会放出无色气体E,在298K时1mol A完全反应放出热量QkJ,则该反应的热化学方程式为 。
(4)若A转化为C时无气体放出,写出该反应的化学方程式:
。
(5)写出溶液C和溶液甲反应的离子方程式: 。
A、B、C、D、E五种物质是由常见元素组成,A由两种元素组成,且A中两种元素的质量比为7∶8。A和B在高温条件下反应生成C和D,C为无色气体,在标准状况下的密度约为2.86g∙L-1。以A为原料生产E。
⑴写出A的化学式:
⑵A和B的反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为,
⑶某人设想用右图所示装置利用电化学原理生产E,则N电极是 极;写出M电极的电极反应式:。
⑷当图中的C与O2被活性炭吸附时,也能发生反应生成F,为研究此反应,将C和O2放入体积为2L的恒容密闭容器中,在500℃时发生反应,反应过程中的能量变化如下图所示,反应物物质的量和时间的变化如下表所示:
①该反应的ΔH0反应从起始至2min内的平均反应速率v(C)=;
500℃时,此反应化学平衡常数K的值为。
②第6min时,向容器中再充入0.002molO2,同时将反应体系的温度改变为T,反应至10min时重新达到平衡,此时测得c(C)=0.006mol∙L-1,则温度T(填“>”或“<”)500℃。
(本题共12分)
化合物A是石油化工的一种重要原料,用A和水煤气为原料经下列途径合成化合物D(分子式为C3H6O3)。
已知:
请回答下列问题;
(1)写出有关物质的结构简式:A:;B:;C:;D:。
(2)指出反应⑤的反应类型。
(3)写出反应③的化学方程式。
(4)反应④的目的是。
化合物D’是D的一种同分异构体,它最早发现于酸牛奶中,是人体内糖类代谢的中间产物。D’在浓硫酸存在的条件下加热,既可生成能使溴水褪色的化合物E(C3H4O2),又可生成六原子环状化合物F(C6H8O4)。
请分别写出D’生成E和F的化学方程式:
(5)D’→E:
(6)D’→F:
(本题共8分)
某有机物A能与NaOH溶液反应,其分子中含有苯环,相对分子质量小于150,其中含碳的质量分数为70.6%,氢的质量分数为5.9%,其余为氧。
(1)A的分子式是。
(2)若A能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,其结构可能有种。
(3)若A与NaOH溶液在加热时才能较快反应,且1molA消耗1mol NaOH,则A的所有可能的结构简式是。
(4)若A与NaOH溶液在加热时才能较快反应,且1mol A消耗2mol NaOH,则符合条件的A的结构可能有种,其中不能发生银镜反应的物质的结构简式是:。
(本题共8分)
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下
(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是。
A.加入C(s) | B.加入H2O(g) | C.升高温度 | D.增大压强 |
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是(填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是。
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
浓度/(mol·L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1、则该时间内反应速率v(CH3OH) =mol·(L·min)-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是。
(本题共8分)
现有200mL混合溶液,其中含FeI2、FeBr2各0.10mol,向其中逐滴滴入氯水(假定Cl2分子只与溶质离子反应,不考虑其它反应)
(1)滴入少量氯水时被氧化的元素是,氧化产物是(填化学式)
(2)若有0.15 mol Cl2被还原,则所得溶液中含有的阴离子主要是。
(3)若原溶液中Br—有一半被氧化,共消耗Cl2的物质的量为,若最终所得溶液为400mL,其中主要阳离子的物质的量浓度为。
(4)往上述反应后的溶液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝。继续滴入过量氯水,蓝色褪去,试写出有关反应的离子方程式并分析电子转移情况:
。