能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的能源物质之一。
(1)合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);下图表示某次合成实验过程中甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度的关系曲线,则该反应的△H 0。(填“>、<或=”下同)
(2)在某温度下,向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2,达到平衡时CO的转化率为90%,此时容器内的压强为开始时的 倍。
(3)利用甲醇燃料电池设计如图所示的装置:
①则该装置中b为 极,写出装置中电解池内发生反应的离子方程式 ,
②当锌片的质量变化为12.8 g时,a极上消耗的O2 在标准状况下的体积为 L。
(4)低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,其中一种技术是将CO2转化成有机物实现碳循环。如:
2CO2(g)+2H2O(l)="=" C2H4(g)+3O2(g) ΔH=+1411.0 kJ/mol
2CO2(g)+3H2O(l)="=" C2H5OH(1)+3O2(g) ΔH=+1366.8 kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇反应的热化学方程式 。
【化学一选修5—有机化学基础】(12分)下列有机化合物转化关系如图所示:
其中化合物A苯环上的一氯代物只有两种。
请回答下列问题:
(1)写出B的结构简式___________。
(2)①的反应类型为___________;化合物F的核磁共振氢谱显示有__________个峰。
(3)写出C与新制Cu(OH)2反应的化学方程式_______________。
(4)已知两分子H能形成六元环酯,反应④的化学方程式______________。
(5)化合物C有多种同分异构体,请写出满足①遇氯化铁溶液显紫色;②苯环上有三个取代基;③苯环上的一氯取代物只有两种,三种条件的所有同分异构体的结构简式______________。
【化学—选修3—物质结构与性质】(12分)过渡元素铁可形成多种配合物,如:[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等。
(1)Fe2+基态核外电子排布式为_____________。
(2)科学研究表明用TiO2作光催化剂可将废水中CN-转化为OCN-、并最终氧化为N2、CO2。OCN-中三种元素的电负性由大到小的顺序为_______________。
(3)与CN-互为等电子体的一种分子为________________(填化学式);l mol Fe(CN)63-中含有σ键的数目为________________。
(4)铁的另一种配合物Fe(CO)5熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)5晶体属于_______________(填晶体类型)。
(5)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构,其晶胞可看成由8个小 体心立方结构堆砌而成。已知小立方体如图所示。该合金的化学式为____________。
【化学—选修2—化学与技术】(12分)Na2S2O3· 5H2O可作为高效脱氯剂,工业上用硫铁矿(FeS2)为原料制备该物质的流程如下。
已知:I.气体A可以使品红溶液褪色,与硫化氢(H2S)混合能获得单质硫。
Ⅱ.pH约为11的条件下,单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐。
回答下列问题:
(1)沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态,其目的是______________。
(2)吸收塔中的原料B可以选用_____________(填字母序号)。
A.NaCl溶液B.Na2CO3溶液C.Na2SO4溶液
(3)某小组同学用下图装置模拟制备Na2S2O3的过程(加热装置已略去)。
①A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快,其原因是_____________。装置B的作用是______________。
②C中制备Na2S2O3发生的连续反应有:Na2S+H2O+SO2==Na2SO3+H2S_____________和。
(4)工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺,将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取,得到单质硫和硫化氢气体,该反应的化学方程式为______________。
碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。请回答:
(1)消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少对环境的污染。已知如下信息:
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式___________________。
(2)在催化剂作用下,CO2和H2可以制取甲醇,在体积为2L的密闭容器中,充入lmolCO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0
测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
①从反应开始到平衡,H2O的平均反应速率v(H2O)=_________________________。此反应的平衡常数为_________________。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是_________________(填序号)
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)及时液化移出 |
C.选择高效催化剂 | D.再充入1 molCO2和4molH2 |
(3)用间接电化学法除去NO的过程,如图所示:已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:____________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:________________。
(4)①工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2,分别生成NaHSO3、NH4HSO3,其水溶液均呈酸性。相同条件下,同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是,用文字和化学用语解释原因__________________。
②废气中的SO2可用NaOH溶液吸收,吸收SO2后的碱性溶液还可用于C12的尾气处理,吸收C12后的溶液仍呈强碱性。则吸收C12后的溶液中一定存在的阴离子有OH-_____、_____;还可能存在SO32-,取该溶液于试管中,滴加黄色的溴水,得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SO32-,理由是:________________(用离子方程式表示)。
选做(12分)【化学——物质结构与性质】X、Y、Z为前四周期元素,且原子序数依次增大。X与氢元素可形成:H2X、H2X2两种化合物,且在常温下均为液态;Y基态原子的M层电子数是K层的3倍;Z2+的3d轨道中有10个电子。请回答下列问题:
(1)X所在周期中第一电离能最大的主族元素是_______(填元素符号);H2X2分子中X原子的杂化方式是_______。
(2)Y与X可形成YX42-。
①YX42-的立体构型是_____________。
②写出一种与YX42-互为等电子体分子的化学式__________。
(3)Z的氯化物与氨水反应可形成配合物[Z(NH3)4]Cl2,1 mol该配合物中含有σ键的数目为_________。
(4)Y与Z形成化合物晶体的晶胞如图所示。已知该晶体的密度为a g·cm-3,则该晶胞的体积为___________cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。