化合物Ⅰ是重要的化工原料,可发生下列反应生成Ⅲ
化合物Ⅰ可用石油裂解气中的2-戊烯来合成,流程如下:
(1)a的结构简式是______________________,②步的反应类型是_______________。
(2)化合物I的一种同分异构体是天然橡胶的单体,用系统命名法命名该单体___________。
(3)化合物Ⅰ与II反应还可能得到III的一种同分异构体,该物质的结构简式为__________。
(4)欲检验化合物Ⅲ中的碳碳双键,正确的试剂是_______________________。
选考(12分)【化学——化学与技术】
(1)目前,我国采用“接触法”制硫酸。有关接触法制硫酸的下列说法中,正确的是_________。
A.二氧化硫的接触氧化在转化器中发生 |
B.吸收塔中得到的硫酸质量分数为98% |
C.煅烧含硫48%的黄铁矿时,若FeS2损失了2%,则S损失4% |
D.转化器中适宜条件是V2O5,催化剂、高温、常压 |
E.转化器中采取高温是为了提高催化剂的活性和提高SO2的转化率
(2)硫酸工厂排放的尾气中含少量二氧化硫。为防止污染大气,在排放前必须进行尾气处理并设法进行综合利用。硫酸工厂排放尾气中的SO2可用足量石灰水吸收,然后再用稀硫酸处理。
①写出上述过程发生反应的化学方程式:_____________;
②若某硫酸厂每天排放的1万立方米(标准状况)尾气中含0.2%(体积分数)的SO2,通过上述方法处理,理论上需生石灰_____________Kg。
(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将所得的Na2SO3溶液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴阳膜组合循环再生机理如图所示,a、b离子交换膜将电解槽分为三个区域,电极材料为石墨。
①图中b表示__________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。A~E分别代表生产中的原料或产品,其中C为硫酸,则E表示__________;
②阳极的电极反应式为________________。
(17分)碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒,为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化,SO2被还原为S。
已知:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1=-126.4kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-296.8kJ·mol-1
则SO2氧化CO的热化学反应方程式为____________。
(2)CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8KJ·mol-1。
①在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线Z对应的温度是______℃;该温度下上述反应的化学平衡常数为_______。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为___________;
②在密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状。当改变某一反应条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是______(填序号)。
A.正反应速率瞬间增大,后逐渐减小 |
B.混合气体的密度增大 |
C.化学平衡常数K值增大 |
D.反应物的体积百分含量增大 |
(3)一种新型CO燃料电池工作原理如图所示。
①负极电极反应式为_______________________;
②电极A处产生的CO2有部分参与循环利用,其利用率为____________。
(6分)随着我国工业化水平的不断发展,研究空气污染、废水处理等问题成为重要课题。
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示:
①SCR技术中的氧化剂为____________
②当NO2与NO的物质的量之比为1:l时,与足量氨气在一定条件下发生反应。该反应的化学方程式为_______。当有3 mol电子发生转移时,则参与反应的NO的物质的量为________。
(2)电镀废水中常含有毒的NaCN、HCN等。NaCN水溶液显碱性的原因是_____________(用离子方程式表示);HCN的Ka=6.17×10-10,用NaOH溶液调节含CN-的废水至pH=9,此时废水中c(CN-)_______c(HCN)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)室温下有如下数据:草酸(H2C2O4)的K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5;醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5;碳酸的电离平衡常数K1=4.2×10-7,K2=4.5×10-11;Ksp(CaC2O4)=5.0×10-9;Ksp (CaCO3)=2.5×10-9
①用醋酸溶液鉴别CaC2O4和CaCO3两种白色固体的实验现象是___________;
②向0.6 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入足量CaC2O4粉末后(忽略溶液体积变化),充分搅拌,发生反应:CO32-(aq)+ CaC2O4 (s)CaCO3 (s)+ C2O42-(aq),静置后沉淀转化达到平衡,此时溶液中的c(C2O42-)(不考虑其他诸如水解之类副反应)为_____________。
(17分)电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀,则图l中材料B通常选择_________(填字母序号),图2 中材料C最好选择_________(填字母序号)。
a.钠块 b.铜块 c.锌块 d.石墨
则图2中C上发生的主要电极反应式为___________________。
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。
①D为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。E电极上的电极反应式为_______。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低,该过程中产生的气体a为_______(填化学式)。
(3)乙醇酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图4所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸。
①乙二醛(OHC—CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸,则反应的化学方程式为____________。
②该电解装置工作中若有0.5molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为____________mol。
(16分)能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。
(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:
容器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
1molCO2(g)和3molH2(g) |
1molCH3OH(g)和1molH2O(g) |
平衡时c(CH3OH) |
c1 |
c2 |
平衡时能量变化 |
放出29.4kJ |
吸收akJ |
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1。相关数据如下:
①cl__________c2(填“>”、“<”或“=”),a=____________;
②该温度下反应的平衡常数K=__________;若甲中反应10s时达到平衡,则0~10s内甲中的平均反应速率v(H2)=__________。
③下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是________(填字母编号);
a.v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成
b.气体的密度不再随时间改变
c.CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变
d.气体的平均相对分子质量不再随时间改变
④其他条件不变,达到平衡后,下列不能提高H2转化率的操作是________(填字母编号)。
a.降低温度 b.充入更多的H2 c.移除甲醇 d.增大容器体积
(2)工业生产中H2S尾气可用NaOH溶液吸收。常温下,用a mol·L-1的NaOH溶液吸收尾气后得到的溶液中c(S2-)=c(OH-),此时溶液的pH=12,则此时溶液中的溶质为_________(填化学式),溶液中c(HS-)=__________mol·L-1(用含a的代数式表示,溶液体积变化忽略不计)。