(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置实现上述过程:
①写出阳极电极反应式: 。
②写出除去甲醇的离子方程式: 。
(3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的负极反应式: 。
(4)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图:
①电源的负极为 (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为 。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为 g (忽略气体的溶解)。
(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向。下图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成 (填“CO、CO2” 或“HCHO”)。2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)△H= 。
②甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会 影响Ag催化剂的活性。用氨水可以溶解除去其中的AgCl,写出该反应的离子方程式: 。
(2)已知:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)△H =" -a" kJ•mol-1。
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下:
温度(℃) |
250 |
300 |
350 |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)="0.4" mol·L-1、c(H2)="0.4" mol·L-1、c(CH3OH)="0.8" mol·L-1,则此时v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②某温度下,在体积固定的2L的密闭容器中将1 mol CO和2 mol H2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下:
时间(min) |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
压强比(P后/P前) |
0.98 |
0.90 |
0.80 |
0.70 |
0.70 |
0.70 |
则0~15 min,用H2表示的平均反应速率为 ,达到平衡时CO的转化率为 。
(3)利用钠碱循环法可除去SO2,消除SO2对环境的污染。吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO3²-)∶n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO3²-)∶n(HSO3-) |
91∶9 |
1∶1 |
1∶91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
根据上表判断NaHSO3溶液显 性。
② 在NaHSO3溶液中离子浓度关系正确的是 (填字母)。
a. c(Na+)> c(HSO3-)> c(H+)> c(SO32-)> c(OH-)
b. c(Na+)= 2c(SO32-)+ c(HSO3-)
c. c(H2SO3)+ c(H+)= c(SO32-)+ (OH-)
d. c( Na+)+ c(H+)= c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(OH-)
有A、B、C、D四种物质,B的焰色反应为黄色。C是酸式盐,C加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液中有白色沉淀生成。D和G相遇有大量白烟生成,D通入硝酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀生成。对A、B、C、D四种物质的水溶液进行下列实验,过程和现象如下图所示(图中部分产物未列出),请回答下列问题:
(1)B的电子式为____________________。
(2)H生成I的化学方程式为 。
(3)G在同主族同类物质中稳定性最强____,也是沸点最高的。(判断正误填“是”或“否”)
(4)A溶液中加入D,A溶液的颜色由浅绿色变黄,则A的化学式为__________ 。
(5)写出C与过量B反应(加热)的离子方程式 。
(6)C与D溶液恰好反应,假设生成气体全部逸出,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序。
(7)25℃时pH=9的B溶液和pH=9的G溶液中,水的电离程度B___________G(填>,<或=)。
Suzuki偶联反应在有机合成上有广泛应用,该方法可以应用于合成昆虫信息素。其反应①如下(Ph-代表苯基):
反应①:
化合物I可以由以下途径合成:
(1)化合物I的分子式为,1mol 化合物III完全燃烧消耗氧气mol。
(2)化合物IV的结构简式为,化合物V转化为化合物VI的反应类型为。
(3)写出化合物VI在足量的NaOH溶液中共热反应的方程式。
(4)已知化合物Ⅶ是化合物V的同分异构体,化合物Ⅶ的核磁共振氢谱中有 4种峰,峰面积之比为3:2:2:1,且1mol Ⅶ与足量银氨溶液反应生成4mol Ag单质,写出化合物Ⅶ的结构简式。
(5)化合物()与化合物(
)能发生偶联反应生成一种抗抑郁药物,写出该抗抑郁药物的结构简式。
二氧化钛(TiO2)又称钛白,工业上利用钛铁矿(主要成分FeTiO3,其中铁为正二价)为原料,采用硫酸法制得,其工艺流程如下图所示
请回答:
(1)铁矿加入硫酸反应可制得硫酸氧钛,其反应的化学方程式为:
FeTiO3+ 2H2SO4=( )TiOSO4+( )+( );
(2)为了提高二氧化钛的纯度,需要除去浸出液中的Fe3+,则加入的试剂A为,需过量的原因是。
(3)操作1是。
(4)进行操作1时需将滤液1在70-75℃,压力8000Pa的条件下真空蒸发器中进行,其原因是为了防止,滤液2加水稀释使硫酸氧钛(TiOSO4)水解生成偏钛酸(TiO2·nH2O),请写出该水解反应的化学方程式。
已知2SO2(g)十O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
请回答下列问题:
(1)1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)放出的热量为99.00kJ·mol-1,写出该反应的热化学方程式。
(2)①在图中标出该反应的活化能E和反应热△H;
②该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低,请在图中画图表示出来,并进行必要的标注。
(3)能够说明在恒温恒容条件下,上述反应已经达到化学平衡状态的是。
A.容器中气体总压强不变 | B.容器中混合气体的密度不变 |
C.每生成1mol SO3的同时生成1molSO2 | D.SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2 |
(4)在400℃,常压下,向体积为2L的密闭容器中充入2mol SO2(g)和1.92mol O2(g),充分反应后,测得还有0.08mol SO2剩余,求该反应的平衡常数(要求写出计算过程)。