甲醇应用于精细化工,塑料等领域,是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H2、CO和CO2等气体体系在催化剂条件下合成甲醇(CH3OH)。主要反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91 kJ·mol—1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49 kJ·mol—1
副反应:③2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-206 kJ·mol—1
(1)写出反应②平衡常数的表达式 。
(2)工业上可利用CH3OH(g)制备CH3OCH3(g),写出热化学方程式 。
(3)生产中H2和CO按物质的量比为10:1投料,假设在反应容器中投入1molCO和10molH2在某温度下反应(只考虑反应①),达到平衡后,测得甲醇的物质的量分数为5%,计算CO转化率,写出计算过程。
(4)工业中常用甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在KOH(aq)介质中该电池负极的电极反应式 。
平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵:
已知:
①酸性条件下,铈在水溶液中有、
两种主要存在形式,
易水解,
有较强氧化性。
②CeO2不溶于稀硫酸
③硫酸铁铵[aFe2(SO4) 3•b(NH4) 2SO4•cH2O]广泛用于水的净化处理。
(1)在氧化环节,下列物质中最适合用作氧化剂B的是(填序号)。
a.NaClOb.H2O2c.KMnO4
(2)操作Ⅰ的名称是,检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是。
(3)写出反应②的化学方程式。
(4)用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。
所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(5)称取14.00g硫酸铁铵样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份加入足量NaOH溶液,过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体;向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL,恰好完全反应。通过计算,该硫酸铁铵的化学式为(写出必要的计算步骤,否则不得分)。
【化学-选修5有机化学基础】
咖啡酸苯乙酯是一种天然抗癌药物。在一定条件下能发生如下转化。
请回答下列问题:
(1)A分子中的官能团是_______________________________。
(2)高分子化合物M的结构简式是_______________________________。
(3)写出A→B反应的化学方程式:__________________________________。
(4)A→B的反应类型为__________;E→M的反应类型为________;B→C的反应类型为__________。
(5)A的同分异构体有很多种,其中同时符合下列条件的同分异构体有________种。
①苯环上只有两个取代基 ②能发生银镜反应
③能与碳酸氢钠溶液反应 ④能与氯化铁溶液发生显色反应
【化学-选修3物质结构与性质】(15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区别晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有_______个未成对电子,Fe3+的电子排布式为_________。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为____________。
(3)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道为___________,1mol乙醛分子中含有的键的数目为___________。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是___________。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和定点,则该晶胞中有个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示Al单质的密度g
cm-3。
(15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下:
①反应Ⅰ为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是mol。
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是。
(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=-41.8 kJ·mol-1已知:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H=-196.6 kJ·mol-1写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式。
(3)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如下图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是。
(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);
①该反应平衡常数表达式为K=。
②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。
(5)合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)△H<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是;若三个容器内的反应都达到化学平衡时,CO转化率最大的反应温度是。
(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g)ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。
b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体(写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1= 7.1×10−3K2 = 6.3×10−8K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg≈0.6) 。Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是(用离子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是。