(14分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ 2HI
H2+I2
Ⅲ 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是______。
a.反应Ⅲ易在常温下进行
b.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O
d.循环过程中产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
(2)一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生反应
2HI
H2+I2,H2物质的量随时间的变化如图所示。0~2 min内的平均反应速率v(HI)=__________。该温度下,H2(g)+I2(g)
2HI(g)的平衡常数K=______。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则______是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡______移动(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的______,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3
(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1。某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时,生成1 mol液态水,该电池的能量转化率为________。
(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
回答以下问题:
⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=________mol·L-1。
⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:Ksp[Ca3(AsO4)2]= ________,若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)的最大是 ___mol·L-1。
⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式。
⑷在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为 __;
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为 _____。
CYP73A1炔抑制剂的合成路线如下:
(1)化合物A核磁共振氢谱有____________种蜂。
(2)化合物C中含氧官能团有_______________、______________(填名称)。
(3)鉴别化合物B和C最适宜的试剂是____________________。
(4)写出A—B的化学方程式_____________________________。
(5)B的同分异构体很多,符合下列条件的异构体有______________种。
①苯的衍生物②含有羧基和羟基③分子中无甲基
(6)试以苯酚、氯乙酸钠(ClCH2COONa)、正丁醇为原料(无机试剂任用),结合题中有关信息,请补充完整的合成路线流程图。
(12分) 氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸(氢氟酸除外),是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物),已知硅的熔点是1420℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下:
(1)净化N2和H2时,铜屑的作用是:;硅胶的作用是。
(2)在氮化炉中3SiO2(s)+2N2(g)=Si3N4(s) △H=-727.5kJ/mol,开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度:;体系中要通入适量的氢气是为了。
(3)X可能是(选填:“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”)。
(4)用硅粉作硅源、叠氮化钠(NaN3)作氮源,直接燃烧生成氮化硅(发生置换反应),该反应的化学方程式为:。
化合物A是来自石油的一种基本化工原料,用A和水煤气为原料经下列途径合成化合物D(分子式为C3H6O3)。
已知:




请回答下列问题;
⑴、写出有关物质的结构简式:A:;B:;C:;D:。
⑵、指出反应⑤的反应类型。
⑶、写出反应③的化学方程式。
⑷、反应④的目的是。
合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g) △H =-181.6kJ·mol-1。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
| 物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
| 浓度/(mol·L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
⑴比较此时正、逆反应速率的大小:v正v逆(填“>”、“<”或“=”)。
⑵若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH) =mol·(L·min)-1。
⑶生产过程中,合成气要进行循环,其目的是。