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题文

工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)+Q
(1)能判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________。

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012

 
①由表中数据判断该反应Q________(填“>”、“=”或“<”)0;
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是________。
a.升温;b.加入催化剂;c.增加CO的浓度;d.加入H2加压;e.加入惰性气体加压;f.分离出甲醇
(4)寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题。现分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件均相同):
①X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由:___________________________________________________。

科目 化学   题型 填空题   难度 困难
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[化学——选修3物质结构与性质l(15分)三聚氰胺()俗称。蛋白精”,可以由下列反应合成:CaO+3CCaC2+CO↑,CaC2+N2CaCN2+C,CaCN2+2H2O=NH2CN+Ca(OH)2,NH2CN与水反应生成尿素[CO(NH2)2],尿素合成三聚氰胺。
(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式:;CaCN2中阴离子为CN22,与CN22互为等电子体的分子有N2O和(填化学式),由此可以推知CN22的空间构型为____。
(2)三聚氰胺中氮原子的杂化方式有
(3)一些不法商家常在牛奶中加入三聚氰胺和三聚氰酸来提高“蛋白质”的含量,人在摄人三聚氰胺和三聚氰酸()后,两者之间易通过结合,在肾脏内易形成结石。
(4)钙的氧化物有CaO和CaO2两种,其晶胞结构如下图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为,Ca2+采取的堆积方式为。已知CaO2密度是ρg·cm-3,晶胞结构如图所示,则CaO2晶胞中距离最近的两个钙离子间的距离为cm(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。

(5)配位化合物K3[ Fe( CN)n]遇亚铁离子会产生蓝色沉淀,因此可用于检验亚铁离子,已知铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,求n=

[化学——选修2:化学与技术](15分)某地煤矸石经预处理后含SiO2( 63%)、Al2O3( 25%) 、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用煤矸石的工艺流程如下图所示。

(1)写出“酸浸”过程中主要反应的离子方程式(任写一个):
(2)物质X足量时,“转化”过程中发生反应的有关离子方程式为
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(4)以煤矸石为原料还可以开发其他产品,例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后,常温下向A1Cl3饱和溶液中不断通入HC1气体,可析出大量A1Cl3·6H2O晶体。结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因:
(5)工业上电解冶炼铝的原料用Al2O3而不用A1Cl3其原因是。电解Al2O3冶炼铝时,阳极材料是,阳极需要定期更换,其原因是

工业上由焦炭或夭然气制氢气的过程中会产生一氧化碳。为了除去氢气中混有的一氧化碳,可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H="-41.0" kJ·mol-l .
该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”。
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K= ;K ( 200℃)K ( 300℃) (填 “>”、“=”或“<”)。
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(3)某工业合成氨的原料气组成为:H2 40%、N2 20%、CO30%、CO210%(均为体积分数)。现采用“一氧化碳变换”法,向上述原料气中加入水蒸气,以除去其中的CO。已知不同温度及反应物投料比()下,变换后平衡混合气体中CO的体积分数如下表所示:

CO的体积分数/%投料比
温度/℃
=1
=3
=5
200
1.70
0.21
0.02
250
2.73
0.30
0.06
300
6.00
0.84
0.43
350
7.85
1.52
0.80

①从表中数据可以得到控制不同条件时CO的转化率的变化规律。能使CO的转化率升高,可改变的条件是
②温度是一氧化碳变换工艺中最重要的工艺条件,实际生产过程中将温度控制在300℃左右,其原因是
③温度为300℃、=1时,反应后的平衡混合气体中CO2的体积分数是。(结果保留3位有效数字)o

汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
(1)氧化一还原法消除NOx的转化如下:

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②反应Ⅱ中,当n( NO2):n[CO(NH2)2]=3:2时,氧化产物与还原产物的质量比为______
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(3)吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)。装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3、NO2,请写出生成等物质的量的NO3和NO2时的离子方程式.

(4)装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生,再生时生成的Ce4+在电解槽的(填“阳极”或“阴极”),同时在另一极生成S2O42的电极反应式为
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2的浓度为ag.L-1,要使1m3该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通人标准状况下的氧气L(用含a代数式表示,结果保留整数)。

(16分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。

请回答下列问题:
(1)上述流程中多次涉及到过滤操作,实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、;其中玻璃棒的作用是
(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3和Fe3,其原理是
(3)已知Ksp(CuS)=8.4×10-45,Ksp(NiS)=1.4×10-24;在除铜镍的过程中,当Ni2恰好完全沉淀(此时溶液中c(Ni2)=1.0×10-5mol/L),溶液中Cu2的浓度是mol/L。
(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4,其中隋性电极作阳极,铁作阴极,请写出阳极的电极反应式
(5)下列各组试剂中,能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是__________。(填编号)
a.NaOH溶液、酚酞试液b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.碘水、淀粉溶液d.氨水、酚酞试液
(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过(填操作名称)制得硫酸锰晶体(MnSO4•H2O,相对分子质量为169)。已知废气中SO2浓度为8.4g/m3,软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%,则处理1000m3燃煤尾气,可得到硫酸锰晶体质量为kg(结果保留3位有效数字)。

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