现代工业将煤炭气化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的广泛用途。
⑴已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g);ΔH1 , 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);ΔH2 。
则反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);ΔH= ▲ 。(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)
⑵CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);ΔH3。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2的混合气体,控温,进行实验,测得相关数据如下图1和图2。
①该反应的ΔH3 ▲ 0(选填“<”、“>”或“=”,下同),K1 ▲ K2。
②将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有 ▲ 。
⑶某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态K2CO3为电解质。写出该燃料电池负极的电极反应式: ▲ 。
【选修5—有机化学基础】
有机物A〜M有如图所示转化关系,A与F分子中所含碳原子数相同,且均能与 NaHCO3溶液反应;F的分子式为C9H10O2,且不能使溴的CCl4溶液褪色;D能发生银镜反应;M.与NaOH溶液反应后的产物,其一氯代物只有一种。
请回答:
(1)B、F的结构简式分别为____________、____________
(2)反应①〜⑦中,属于消去反应的是________(填反应序号)。
(3)D发生银镜反应的化学方程式为_______________________;反应⑦的化学方程式为________________________
(4)A的相对分子质量在180〜260之间,从以上转化中不能确认A中的某一官能团,确 定该官能团的实验步骤和现象为________________________________________
(5)符合下列条件的F的同分异构体共有________种。
a.能发生银镜反应
b.能与FeCl3溶液发生显色反应
c.核磁共振氢谱上有四个峰,其峰面积之比为1:1:2:6
【选修3—物质结构与性质】
前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大,已知:X原子的2p轨道为半充满状态;Y原子的L层有2个未成对电子;Z与Y位于同主族;W的+2价简单离子核外电子层排布与Ar原子相同;R原子的d轨道上有3个空轨道。请回答下列问题:
(1)R原子的基态电子排布式为。
(2)X、Y原子的第一电离能大小顺序为。(用元素符号表示)
(3)X的常见单质分子结构中σ键数目为。
(4)Z的最高价氧化物对应水化物的酸根离子空间构型为,中心原子的杂化轨道类型为。
(5)某矿物晶体由Y、W、R三种元素组成,其晶胞结构如图所示。
则该矿物的化学式为,若已知该晶胞的边长为a cm,则该晶胞的密度为g/cm3。(用含a、NA的代数式表示)
【选修2—化学与技术】实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为;该操作将I2还原为I-的目的是。
(2)操作X的名称为。
(3)氧化时,在三颈瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在400C左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是;锥形瓶里盛放的溶液为。
(4)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。
①阳极的电极反应式为。
②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
(14分)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0;Q与X同主族;Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题:
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)_________________________。
(2)QX的电子式为___________;QX与水反应放出气体的化学方程式为____________。
(3)X、Z两元素能形成两种化合物的电子式分别为和。
(4)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系
①其中C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。写出C的结构式__________________;
②如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,由A转化为B的离子方程式__。
(14分)汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户,汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体,其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如图:
则该反应的热化学方程式为_____________________________。
(2)对汽车加装尾气净化装置,可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体。
2xCO+2NOx ="=" 2xCO2+N2,当转移电子物质的量为0.4x mol时,该反应生成标准状况下的N2体积_____________________L。
(3)一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物,还可以用来合成很多有机物如甲醇等。在压强为0.1 MPa条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);△H= -b kJ•mol-1
①该反应的平衡常数表达式为_____________________________。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.再充入1 mol CO和3 mol H2 |
③经测定不同温度下该反应的平衡常数如下:
温度(℃) |
250 |
300 |
350 |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO) =0.4 mol/L、c(H2)=0.4 mol/L、c(CH3OH)=0.8 mol·L-1, 则此时v正___________v逆(填>、<或=)。
(4)甲醇是重要的基础化工原料,又是一种新型的燃料,最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极加入甲醇,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-离子。该电池的正极反应式为_____________________________。电池工作时,固体电解质里的O2-向_______极移动。