减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (填序号):
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总= 。
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 。
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为 。
②电化学降解NO的原理如右图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+通电5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。
苯酚是一种重要的化工原料。以苯酚为主要起始原料,经下列反应可制得香料M和高分子化合物N。(部分产物及反应条件已略去)
(1)写出A与CO2在一定条件下反应的化学方程式是 。
(2)B中所含官能团名称是 。
(3)已知C的分子式为C5H12O,C能与金属Na反应,C的一氯代物有2种。
①C的结构简式是 。
②B与C反应的化学方程式是 。
(4) D的结构简式是 ,生成N的反应类型是 。
(5)以苯酚为基础原料也可以合成防腐剂F。经质谱分析F的相对分子质量为152,其中氧元素的质量分数为31.58%,F完全燃烧只生成CO2和H2O。
①F的分子式是 。
②已知:
A.芳香族化合物F能与NaHCO3溶液反应,且不能发生水解反应;
B.F的核磁共振氢谱显示其分子中含有4种氢原子;
C.分子结构中不存在“-O-O-”的连接方式。
则F的结构简式是 。
(12分)根据下列某些短周期元素中元素性质回答问题。
|
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
⑧ |
⑨ |
⑩ |
原子半径/10 -10m |
0.37 |
1.86 |
0.74 |
1.43 |
0.77 |
1.10 |
0.99 |
1.52 |
0.75 |
0.71 |
最高价态 |
+1 |
+1 |
|
+3 |
+4 |
+5 |
+7 |
+1 |
+5 |
|
最低价态 |
-1 |
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-2 |
|
-4 |
-3 |
-1 |
|
-3 |
-1 |
(1)元素③、⑥和⑨的氢化物中沸点由高到低的顺序是__________ (填化学式)。
(2)元素①和⑨形成阳离子 ,其结构式为__________________。
(3)某元素R的原子半径为1.02×10 -10m ,它与钠形成Na2R2,其电子式是_________(R用元素符号表示)。
(4)元素②和⑦形成晶体的部分结构可用下图中的_________来表示(填序号)。
(5)①、③、⑨可以形成原子个数之比为4:3:2的中学常见无机化合物,该化合的水溶液显酸性的原因是_________________(用离子方程式表示),其水溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________。
(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
(2)在膜反应器中发生反应:2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g), n(H2)随时间(t)的变化如图所示:
①该温度下,反应平衡常数K=_______,若升高温度,K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
(3)电渗析装置如下图所示:
①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
(4)上述工艺流程中循环利用的物质是_________。
(18分)水是组成生命体的重要化学物质,有关水的反应有很多。
(1)水分子的空间构型为___________;水分子自身作用会生成阴、阳两种离子,其中阴离子的电子式是___________
(2)如图是某品牌饮用矿泉水标签的部分内容。请计算一瓶合格的这种矿泉水中硫酸根离子的物质的量不能超过___________。
(3)标况下将a L氨气溶于1L水中,得到的溶液密度为b g·cm﹣3。用化学方程式表示氨气溶于水显碱性的原因___________该溶液的物质的量浓度为___________mol·L﹣1。
(4)已知M是生活中常见的一种金属,将44.8 g M完全溶于很稀的过量硝酸,向所得溶液中加入足量固体烧碱并加热,放出6.72 L(标准状况)气体。M溶于该很稀的硝酸的离子方程式为___________________。M与水在高温条件下,生成1g气体吸热a kJ,写出该反应的热化学方程式_________________________________。
(5)味精是常用的调味品,当前味精生产主要采用淀粉发酵法,其中第一步是使淀粉水解为单糖。
①淀粉发生水解反应的化学方程式是_________________________________
②实验室中检验淀粉水解产物应选用的试剂可以是___________ (填字母)·
A.NaOH溶液、氨水、AgNO3溶液 | B.H2SO4溶液、氨水、AgNO3溶液 |
C.NaOH溶液、CuSO4溶液 | D.H2SO4溶液、CuSO4溶液 |
化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用。
(1)蕴藏在海底的可燃冰是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体.被称之为“未来能源”。在25℃、101 kPa下,1g甲烷完全燃烧生成和液态水时放热55.6 kJ。甲烷燃烧的热化学方程式为 ______:相同条件下,356 g可燃冰(分子式为CH4·9H2O,Mr=178)释放的甲烷气体完全燃烧生成CO2和液态水,放出的热量为_______kJ。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,具有清洁、高效的优良性能。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ•mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1
水煤气变换反应:(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ•mol-1
二甲醚合成反应:(Ⅳ)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1
①分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响___________________________________。
②由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为:__________________。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________________________。
(3)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点。若电解质为碱性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为______________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________电子的电量。