下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=
它所对应反应的化学方程式为 。
已知在一定温度下,在同一平衡体系中各反应的平衡常数如下:
C(s)+CO2(g) 2CO(g),K1
CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),K2
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),K3
则K1、K2、K3之间的关系为 。
(2)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
该反应的逆反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,反应达到平衡时CO的转化率为 。
(3)对于反应N2O4(g)2NO2(g);△H=Q(Q>0),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 。
A.两种不同的温度比较:T1 > T2
B.A、C两点的反应速率:A<C
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法实现
(4)如右图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率,反应原理为:NO(g) + NO2(g) + 2NH3(g) 2N2(g) + 3H2O(g)
以下说法正确的是(注:脱氮率即氮氧化物转化率)
A.上述反应的正反应为吸热反应
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
[有机化学基础]
某有机物X(C12H13O6Br)遇到FeCl3溶液显紫色,其部分结构简式如下:
已知:X在足量的氢氧化钠水溶液中加热,可以得到A、B、C三种有机物。(1)C用核磁共振氢谱分析,发现只有一个吸收峰。(2)室温下A经盐酸酸化可以得到苹果酸E,试回答:(1)B中所含官能团的名称是_______。
(2)C的结构简式为________________。
(3)E能发生的反应类型是_______(填序号)。
①加成反应 ②消去反应 ③氧化反应 ④酯化反应
(4)E的一种同分异构体F有如下特点:1molF可与3mol金属钠发生反应放出33.6LH2(标准状况下),1molF也可与足量NaHCO3溶液反应生成1molCO2,1molF 还可与足量的银氨溶液反应生成2molAg。则F的结构简式可能是(请写出两种)________________。
(5)在一定条件下两分子E可以生成六元环酯,写出此反应的化学方程式:
_______________________________ ________。
[物质结构与性质]
I . 固体二氧化碳外形似冰,受热汽化无液体产生,俗称“干冰”,根据干冰晶胞结构回答:
(1)干冰中一个分子周围有__________个紧邻分子。
(2)堆积方式与干冰晶胞类型相同的金属有_________(从“Cu、Mg、K、Po”中选出正确的),其空间利用率为_______。
(3)CO2中心原子的杂化方式为_______,有一种与CO2互为等电子体的离子,能用于鉴别Fe3+,写出其电子式______________________。
II. 钇钡铜氧的晶胞结构如图。研究发现,此高温超导体中的铜元素有两种价态,+2价和+3价。
(4)写出Cu3+的电子排布式:。
(5)根据图示晶胞结构,推算晶体中Y,Cu,Ba和O原子个数比,确定其化学式为:。
(6)根据(5)所推出的化合物的组成,(该化合物中各元素的化合价为Y +3、Ba +2),计算该物质中+2价和+3价的Cu离子个数比为:_______________。
[化学与技术]硫酸在日常生产生活中应用非常广泛。请回答硫酸工业中的如下问题:
(1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料,目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫黄为原料,以硫黄为原料的优点是。
(2)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3,是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO27%;O211%;N2 82%);
![]() ![]() 转化率/% 温度/℃ |
0.1 |
0.5 |
1 |
10 |
400 |
99.2 |
99.6 |
99.7 |
99.9 |
500 |
93.5 |
96.9 |
97.8 |
99.3 |
600 |
73.7 |
85.8 |
89.5 |
96.4 |
利用表中数据分析。在实际生产中选择的适宜生产条件是:温度_______ ℃,压强 ___________MPa。
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率? _______(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量?(填“是” 或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用吸收SO3。
(5)在催化反应室中设有热交换装置,以下叙述与热交换装置的作用有关的是______(填写序号)。
A.保护环境。防止空气污染 | B.充分利用热量,降低生产成本 |
C.升高温度,提高SO2的转化率 | D.防止催化剂中毒 |
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可用 ________(填名称)吸收,然后再用硫酸处理,重新生成SO2和一种生产水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式_______________________________________。
向某密闭容器中加入0.6molA、0.2molC和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示(其中t0-t1阶段c(B)未画出)。乙图为反应体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都只改变一种条件(催化剂、温度、浓度、压强,每次改变条件均不同),已知t3~t4阶段为使用催化剂。
(1)若t1=5s,则t0~t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=________mol/(L•s)。
(2)若t2~t3阶段,C的体积分数变小,此阶段v(正)___v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)t4~t5阶段改变的条件为_______,B的起始物质的量为_______。
(4)t5~t6阶段容器内A的物质的量共减小0.03mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,写出该反应的热化学方程式:__________________________________。
(5)该反应的化学平衡常数K可表示为_______________。[用含c(A) 、c(B) 、c(C)的式子表示]
并在下图中补画出t1~t6 各阶段K的变化趋势图像
现有A、B、C、D四种物质,B、D的焰色反应均为黄色。C是一种酸式盐,将C加入BaCl2溶液有不溶于盐酸的白色沉淀生成,D晶体在干燥空气中容易逐渐失去结晶水变成白色粉末。对A、B、C、D进行下列实验,实验过程和记录如下图所示(无关物质已略去),请回答:
(1)X与B反应的离子方程式为 。
(2)D溶液pH值大于7,原因是(用离子方程式表示) 。
(3)写出C与过量B反应(加热)的离子方程式 __________________ 。
(4)若B、C的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性,则该溶液中离子浓度从大到小的顺序_____________________.
(5)Y在同主族的同类物质中分子稳定性最强(),也是沸点最高的()。(判断正误填"是"或"否")
(6)若向三份足量的B的稀溶液中分别加入少量稀醋酸、稀硝酸、浓硫酸,均生成1molH2O时的反应热分别为△H1 ,△H2,△H3 ,则三者由大到小排序为:___________________.