按要求完成下列各小题。
Ⅰ、CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,焦炭、天然气(主要成分为CH4)、重油、煤在高温下均可与水蒸气反应制得合成气。
(1)已知某反应的平衡常数表达式为:
它所对应的化学方程式为: 。
(2)向体积为2L的密闭容器中充入CH4和H2O(g)组成的混合气(共1mol),在一定条件下发生反应,并达到平衡状态,测得温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X2 ____ X1(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:P2 _______P1
(3)以CH4、O2为原料可设计成燃料电池:
①设装置中盛有150.0mL 1.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为4.48L,假设放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为:
②以H2SO4溶液代替KOH溶液为电解质溶液,将CH4改为C6H12O6 ,则燃料电池的负极反应式为:
。
Ⅱ、(1)某温度(t℃)时,测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。在此温度下,将pH=2的H2SO4溶液VaL与pH=12的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液为中性,则Va︰Vb= 。
(2)在25℃时,将c mol·L-1的醋酸溶液与0.02 mol·L-1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=____________________。
( 9分 ) 某含氧有机化合物可以作为无铅汽油的抗爆震剂,其相对分子质量为88.0,含C的质量分数为0.682,含H的质量分数为0.136,其余为O。
( 1 ) 试确定该化合物的分子式。
( 2 ) 经红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中有4个甲基。请写出其结构简式。
⑴生物甲烷是由植物和动物粪便在一定条件下发酵而得的甲烷:
若某植物纤维素的含量为10%,某沼气池,当加入该植物162kg,在微生物作用下完全转化可得CH4在标准状况下的体积为m3。
⑵合成二甲醚主要步骤为造气和合成。过程如下:
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若造气时,设每步转化率均为100%,设某天然气中只含5%CO2,不含其他杂质,每100m3天然气,应同时通入水蒸气和空气各多少体积(空气只含N2和O2,且体积比为4:1,下同),才能保证合成时CO和H2充分利用。V[H2O(g)]=m3;V[空气]=m3。
⑶为了充分利用反应过程中生成的比较纯净的氮气,某企业用天然气为主要原料联合生产二甲醚和氨,过程如下:
制气设备:①CH4+H2O → CO+3H2②2CH4+O2→ 2CO+4H2
合成塔Ⅰ:CO+2H2→ CH3OH;2CH3OH → CH3OCH3+H2O
合成塔Ⅱ:N2+3H2==2NH3
假设天然气中只含CH4,反应②中通入适量空气,调节①和②投入的CH4的量,以使反应①剩余的H2和反应②剩余的N2的体积比恰好为3:1,以便合成氨。该企业每生产34t NH3理论上同时可以得到二甲醚多少吨?(设工业多次转化,总转化率假定为100%设合成塔Ⅰ中水与CO不反应)?
⑵取10.00g纯碱样品,配成1000mL溶液,取25.00mL放入锥形瓶中,加入某种指示剂,用0.15mol/L的标准盐酸溶液滴定至终点(反应为Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑,杂质不与盐酸反应)。消耗盐酸体积为30.00mL。试回答下列问题:
取25.00mL溶液所用的仪器是
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为
某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成,在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,在标准状况下,将44.8 L混合气体通入足量溴水,溴水质量增重28.0 g,通过计算回答:
( 1 ) 混合气体中气态烷烃的分子式: _________ 。
( 2 ) 混合气体中两种气体的物质的量之比 _____________ 。
( 3 ) 写出混合气体中气态烯烃可能的结构简式 _________________ 。
( 14分 )苯酚是重要的化工原料,通过下列流程可合成阿司匹林、香料和一些高分子化合物。已知:
( 1 ) 写出C的结构简式 ___________________ 。
( 2 ) 写出反应②的化学方程式 __________________________ 。
( 3 ) 写出G的结构简式 _________________ 。
( 4 ) 写出反应⑧的化学方程式 ___________________________________ 。
( 5 ) 写出反应类型: ④ ______________ , ⑦ _____________________ 。
( 6 ) 下列可检验阿司匹林样品中混有水杨酸的试剂是 __________________________ 。
a. 三氯化铁溶液 b. 碳酸氢钠溶液 c. 石蕊试液