四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):
请填写下列空白:
(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃,p k Pa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是: _____________
(2)在合成氨的实际生产过程中,常采取的措施之一是:将生成的氨从混合气体中即使分离出来,并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用,同时补充氮气和氢气。请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由: _____________________
(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时,以5.60×107 L甲烷为原料能够合成 L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
(4)已知尿素的结构简式为,请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式:① ,② 。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。
(1)某研究小组设计了制备Na2S2O3·5H2O装置和部分操作步骤如下。
I.打开K1,关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸,加热。
II.C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少。
当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应,停止加热。
III.过滤C中的混合液。
IV.将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品。
①I中,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是。
②II中,“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是。
“停止C中的反应”的操作是。
③III中,“过滤”用到的玻璃仪器是(填仪器名称)。
④装置B中盛放的试剂是(填化学式)溶液,其作用是。
(2)依据反应2S2O32-+I2=S4O2-6+2I-,可用I2的标准溶液测定产品的纯度。取5.5g产品,配制成100mL溶液。取10mL溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.050mol/LI2的标准溶液进行滴定,相关数据记录如下表所示。
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
溶液的体积/mL |
10.00 |
10.00 |
10.00 |
10.00 |
消耗I2标准溶液的体积/mL |
19.99 |
19.98 |
17.13 |
20.03 |
①判断达到滴定终点的现象是。
②Na2S2O3·5H2O在产品中的质量分数是(计算结果保留1位小数)。
(Na2S2O3·5H2O的式量为248)
化合物A是制玻璃的主要原料之一。常温下,化合物B、H、I为气体,B不溶于水,H、I易溶于水,H的水溶液呈碱性,I的水溶液呈酸性。D元素是地壳中含量仅次于氧的非金属元素。化合物J是一种可用于制造发动机的新型无机非金属材料,其相对分子质量为140,其中D元素的质量分数为60%。上述物质间的转化关系如下图所示。
(1)除A外,制玻璃的主要原料还有物质(填化学式)、。
盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,原因是(用化学方程式表示)。
(2)D元素在元素周期表中的位置是。
(3)H的电子式是。
(4)F和H反应生成J和I反应的化学方程式是。
(5)下列说法正确的是(填选项序号)。
a. 上述由A生成D的单质的反应属于置换反应
b. D元素在自然界中主要以单质形式存在
c. G是含有极性共价键的离子化合物
d. I是强电解质,G是弱电解质,二者的水溶液都显酸性
香兰素存在于香草豆等植物中,是有机合成的重要原料。
(1)香兰素有C、H、O3种元素,相对分子质量为152,氧元素的质量分数为31.6%,碳、氢元素质量比为12:1。香兰素易溶于乙醇,熔点为81℃~83℃,沸点为284℃。
①从香草豆等植物中可以提取香兰素,部分流程如下图所示。
操作1的名称是。
②香兰素的分子式是。
(2)以香兰素为原料,经过一系列转化,可以得到药物利喘贝
①写出实现下列转化的化学方程式:
G→利喘贝。
E→F。
②D分子内含有碳碳双键,C→D的反应类型为。
③B的结构简式是。
④下列说法正确的是(填选项序号)。
a. A分子中含有羟基和醛基
b. 有机物C存在顺式和反式结构
c. 有机物F生成G时,可以用KMnO4酸性溶液代替新制Cu(OH)2悬浊液
d. 既能与盐酸又能与NaOH溶液反应
⑤香兰素能发生银镜反应,其分子中苯环上取代基的数目和位置均与A相同。1mo香兰素与饱和溴水发生取代反应生成1molHBr,且最多能与1molNa反应。则香兰素的结构简式是。
面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点。SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体,对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
(1)下列措施中,有利于降低大气中的SO2、NOx、CO2浓度的有(选填字母)。
a.减少化石燃料的使用,加快开发和利用风能、氢能等新能源
b.使用无磷洗涤用品,减少含磷废物的排放
c.多步行或乘公交车,少用专车或私家车
d.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
(2)用甲醇替代作为汽车燃料可降低汽车尾气污染。已知用合成气(CO和H2)合成1 mol液态甲醇吸收热量为131.9 kJ,2H2(g)=CO2(g)+O2(g)2H2O(g)△H=—594.1kJ/mol,请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式。
(3)现欲以右图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
①若A为CO2,B为H2,C为CH2OH 则通入H2的一极为极;
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为。
(4)①已知:密闭容器中,17℃、1.01×105Pa条件下,2NO2(g) N2O4(g) △H<0的平衡常数K=13.3。当此反应达到平衡时,若c(NO2)="0.030" mol/L,则c(N2O4)=(保留两位有效数字);
②若改变上述体系的某个条件,达到新的平衡后,测得混合气体中c(NO2)=0.04mol/L,c(N2O4)=0.007mol/L,则改变的条件是。
硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。
(1)以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆巩(CuSO4·5H2O)的生产流程示意图:
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(∥100g水)见下表。
温度(℃) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
石膏 |
0.32 |
0.26 |
0.15 |
0.11 |
0.07 |
胆矾 |
32 |
44.6 |
61.8 |
83.8 |
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请回答下列问题:
①红褐色滤渣的主要成分是
②写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式;
③操作I的温度应该控制在左右;
④从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为:将热溶液、、洗涤、干燥。
(2)某兴趣小组在实验室用铁粉和稀硝酸及右图装置制取Fe(NO3)3(固定所用
仪器和加热装置未画出)。
①为保证原料的充分利用,并加快反应速率,往往将加热温度控制在100℃以内。该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式是加热;
②请在图中虚线框内画出尾气吸收装置(提示:碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体)。