工业生产中含硫废水的排放会污染环境,需要对含硫废水进行处理与利用。
(1)某制革厂含硫废水中主要含有物是Na2S。
①测得该废水溶液pH=12,用离子方程式解释溶液呈碱性的原因 。
②含硫废水的处理过程中可以采用纯氧将Na2S转化为Na2SO4,则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。已知1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) ,已知该反应的平衡常数K1000℃<K1400℃,则该反应的△H______0(填“>”“=”或“<”)。
(2)含硫燃料中间体废水中主要含有物为Na2SO3,回收废水中的硫化物,以减少资源的浪费,可采用以下方法:
①中和含酸废水工业常用的试剂x是 。
②写出H2S气体与足量NaOH溶液反应的化学方程式 。
③铁屑与石墨能形成微型原电池,SO32—在酸性条件下放电生成H2S进入气相从而达到从废水中除去Na2SO3的目的,写出SO32—在酸性条件下放电生成H2S的电极反应式: 。
④已知:2H2S(g)+O2(g) =" 2" S(s) +2 H2O(l) △H=" —632.8" kJ/mol
SO2 (g) =" S(s)" + O2(g) △H= +269.8kJ/mol
H2S与O2反应生成SO2和H2O的热化学方程式为 。
(16分) 硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
I SO2+2H2O+I2==H2SO4+2HI
II 2HI H2+I2
III 2H2SO4==2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是。
a.反应III易在常温下进行
b.反应I中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O
d.循环过程中产生1molO2的同时产生1 molH2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应II,H2物质的量随时间的变化如图所示。0~2min内的平均反应速率v(HI)=。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间d.平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡移动(填“向左”“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4d.NaHSO3
(4)以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。
已知 2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)△H=-572kJ·mol-1
某氢氧燃料电池释放22.8kJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为。
M是生产某新型塑料的基础原料之一,分子式为C10H10O2,其分子结构模型如图,所示(图中球与球之间连线代表化学键单键或双键)。
拟从芳香烃出发来合成M,其合成路线如下:
已知:M在酸性条件下水解生成有机物F和甲醇。
(1)根据分子结构模型写出M的结构简式
(2)写出②、⑤反应类型分别为、
(3)D中含氧官能团的名称为,E的结构简式
(4)写出反应⑥的化学方程式(注明必要的条件)。
(14分)高分子材料M在光聚合物和金属涂料方面有重要用途,M的结构简式为:
工业上合成M的过程可表示如下:
已知:A完全燃烧只生成CO2和H2O,其蒸气密度是相同状况下氢气密度的43倍,分子中H、O原子个数比为3:1。它与Na或Na2CO3都能反应产生无色气体。
(1)A中含有的官能团的名称是。
(2)下列说法正确的是(填序号字母)。
a.工业上,B主要通过石油分馏获得
b.C的同分异构体有2种(不包括C)
c.D在水中的溶解性很大,遇新制Cu(OH)2悬浊液, 溶液呈绛蓝色
d.E→M的反应是缩聚反应
(3)写出A+D+H3PO4→E反应的化学方程式:,该反应类型是反应。
(4)F是A 的一种同分异构体,F的核磁共振氢谱显示分子中有两种不同的氢原子。存在下列转化关系:
写出F、N的结构简式F:N:。
写出反应①的化学方程式。
(15分)生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主要转化途径及主要产物如下图。
(1)下列有关说法正确的是 。
a.生物质能,本质上能量来源于太阳能
b.由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能
c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气,主要成分是甲烷
(2)由生物质能获得的CO和H2,可以合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质。当两者1∶1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是。
a.汽油 b.甲醇 c.甲醛 d.乙酸
(3)甲醇是一种重要的化工原料,工业上合成甲醇的反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1。
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
1molCO 、2molH2 |
1mol CH3OH |
2molCO、4molH2 |
CH3OH的浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
放出Q1 kJ |
吸收Q2 kJ |
放出Q3 kJ |
平衡常数 |
K1 |
K2 |
K3 |
反应物转化率 |
α1 |
α 2 |
α3 |
下列说法正确的是。
a. c1=c2 b. 2Q1=Q3 c. K1=K3 d. α2+ α3<100%
(4)在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚的反应为:
3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)
①若一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。则:①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)____v(逆)(填“ >”、“ < ”或“=”),理由是
。平衡时n(CH3OCH3)=mol。
②下图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
b电极是极;a电极的反应式为。
I.有A、B、C、D四种短周期元素,其中A、D同主族;又已知B和A可形成组成为BA的化合物,其中A的化合价为-1,B和C可形成组成为B2C2的化合物,A、B、C形成的单核离子的核外电子总数相同。
(1)元素A在周期表中的位置是。
(2)B、C、D可形成组成为BDC的化合物,该化合物水溶液中通入过量CO2发生反应的离子方程式为。
(3)B2C2在酸性条件下可形成具有二元弱酸性质的物质,该弱酸性物质和B的最高价氧化物对应水化物反应时可生成一种酸式盐,该酸式盐的电子式为。
II.长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。但是自1971年斯图杰尔和阿佩里曼(美)成功地合成了次氟酸后,这种论点被剧烈地动摇了。他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过,得到毫克量的次氟酸。已知次氟酸的分子构成与次氯酸相仿。
⑴次氟酸中氧元素的化合价为。
⑵下面给出了几个分子和基团化学键的键能(E):
H2 |
O2 |
F2 |
O-H |
O-F |
H-F |
|
E/(kJ/mol) |
432 |
494 |
155 |
424 |
220 |
566 |
请计算反应:2HFO=2HF+O2的反应热(△H)的近似值为kJ/mol。
⑶次氟酸刹那间能被热水所分解,生成一种常见的物质H2O2,写出次氟酸与热水反应的化学方程式:。
(4)1986年,化学家Karl Christe首次用2K2MnF6 + 4SbF5 ="==" 4KSbF6 + 2MnF3 + F2↑化学方法制得了F2。该反应中被还原的元素化合价从价变为价,若反应中生成标准状况下11.2 L的F2,则有mol电子发生转移。