煤的直接燃烧已引起严重的生态和环境污染,并且其直接燃烧很难解决温室气体减排问题。解决煤炭的清洁高效利用问题是中国发展低碳经济的关键。下图是煤气化和除硫的实验系统示意图:
其操作步骤为:
I.升温至实验温度,通人高纯N2,从投料口加人石英砂(含载氧体)
Ⅱ.停止通入N2,从反应器下方按比例通入水蒸气和CO2,从投料口加入CaO
Ⅲ.停止通入水蒸气和CO2,从投料口加入煤
Ⅳ.持续通入水蒸气和CO2,开始反应;在气体出口管中通人高纯N2
(1)冷凝器的作用是 。
(2)可使用CaCO3代替CaO脱硫,CaCO3脱硫的化学方程式为 。
(3)通人N2的目的: 。
(4)反应器中发生如下几种反应:
C(s)十H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-394kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ/mol
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
下图能表示CO与H2O(g)生成CO2和H2的反应过程和能量关系的图是 (填序号)。
(5)已知830℃时,CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数K=1,等物质的量的CO和H2O反应达到平衡时,CO的转化率为 .
(6)煤气化过程中会生成少量CH4,已知CH4与CaSO4反应生成CaS、CO2和H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(7)煤气化后,混合气体由CO、H2和CH4等组成,可用于制燃料电池。其中碱性条件下CH4参与反应的电极反应式为 。
相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO。
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
⑴ H的结构简式是;
⑵反应②、③的类型分别是,。
⑶反应⑤的化学方程式是;
⑷阿司匹林最多消耗mol NaOH;
⑸有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物共有种;
⑹请用合成反应流程图表示出由A和其他无机物合成最合理的方案(不超过4步)。
流程图示例:
BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料,曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验,它是锗酸铋的简称。若知:①在BGO中,锗处于其最高价态。②在BGO中,铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同,在此氯化物中铋具有最外层8个电子稳定结构。③BGO可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物,且在BGO晶体的化学式中,这两种氧化物所含氧的总质量相同。
请填空::
(1)锗在周期表中的位置
(2)BGO晶体的化学式是 _ _.
(3)铋的最高价氧化物的化学式是.____
(4)与锗同周期的其他元素的基态原子中,未成对电子数最多的元素是(填元素符号),该元素的基态原子电子排布式为
PC是一种可降解的聚碳酸酯类高分子材料,由于其具有优良的耐冲击性和韧性,因而得到了广泛的应用。以下是某研究小组开发的生产PC的合成路线:
已知以下信息:
①A可使溴的CCl4溶液褪色;
②B中有五种不同化学环境的氢;
③C可与FeCl3溶液发生显色反应:
④D不能使溴的CCl4褪色,其核磁共振氢谱为单峰。请回答下列问题:
(1)A的化学名称是
(2)B的结构简式为
(3)D有多种同分异构体,其中能发生银镜反应的是简式
(4)C与D反应生成E的化学方程式为
(5)B的同分异构体中含有苯环的还有种,其中在核磁共振氢谱中出现两组峰,且峰
面积之比为3:1的是(写出结构简式)。
主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期,他们的原子序数之和是W原子序数的5倍,Z元素的基态原子的最外层一个未成对电子,在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中,由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题:
(1)W元素与X元素相比,电负性X大于W,下列能证明这一事实的是(填选项序号)
A.常温下X单质的颜色比W单质的颜色深 |
B.X单质与W的氢化物剧烈反应,产生W的单质 |
C.X与W形成的化合物中X元素呈负价态 |
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目 |
(2)化合物M的化学式为,其晶体结构与NaCl相同,而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂,用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中,碳原子采用的杂化方式有,O—C—O的键角约为;
(3)灼烧含元素Z的盐,会使火焰呈现特殊的颜色,请用原子结构的知识解析其原因:。
(12分) 水是生命之源,它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。根据下列信息回答问题:
(1)基态氧原子价层电子的电子排布图为____________
(2)写出两种与H2O分子互为等电子体的微粒、
(3)下列关于水的说法正确的是__________(选填序号)。
A、纯水呈中性,所以在任何条件下纯水的pH均为7;
B、水分子是由极性键构成的极性分子;
C、水在化学反应中可以作氧化剂,也可以作还原剂;
D、水分子中既含σ键,又含有π键;
(4)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是
A.氧原子的杂化类型发生了改变 B.微粒的空间构型发生了改变
C.微粒的化学性质发生了改变
(5)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是(请用相应的编号填写)
(6)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能”是_________kJ/mol;
(7)将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式:。