(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-)
由冰铜(mCu2O·nFeS)冶炼得到粗铜,再以粗铜为原料制纯铜的流程如下:
请回答下列问题:
(1)气体X是。
(2)某研究性学习小组用熔渣Y与CO反应来制取Fe。
①请按气流由左到右的方向连接下列各装置,顺序为A→________。
②装置C的作用是________________。
③在点燃D处的酒精灯前,应进行的操作是__________________。
(3)熔渣Y中铁元素的价态有+2价和+3价,根据限选试剂,设计实验方案验证熔渣Y中有+2价铁元素存在,写出有关实验操作、预期现象与结论。
限选试剂: 3 mol·L-1H2SO4、6 mol·L-1HNO3、3% H2O2、0.01 mol·L-1KMnO4、20% KSCN。
。
(4)写出泡铜冶炼粗铜反应的化学方程式。
(5)根据限选材料画出用粗铜提炼纯铜的装置图,并进行必要的标注。
限选材料:FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、粗铁、纯铁、粗铜、纯铜、烧杯、直流电源、导线。
从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
明矾焙烧的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4 +2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,氧化剂是。
(2)步骤②中,为提高浸出率,可采取的措施有。
A.粉碎固体混合物 | B.降低温度 | C.不断搅拌 | D.缩短浸泡时间 |
(3)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。
(4)步骤③电解的化学方程式是,电解池的电极是用碳素材料做成,电解过程中,阳极材料需要定期更换,原因是:。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则该电池的正极电极反应式是。
(6)焙烧a吨明矾(摩尔质量为b g/mol),若SO2的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H2SO4质量为吨(列出计算表达式)。
磷在自然界常以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物有着广泛的应用。
(1)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。
请回答问题:
①PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是。
②P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的△H3=。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的反应是可逆反应。T℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,经过250 s达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t / s |
0 |
50 |
150 |
250 |
350 |
n(PCl3) / mol |
0 |
0.16 |
0.19 |
0.20 |
0.20 |
①反应在50~150s 内的平均速率v(PCl3)=。
②试计算该温度下反应的平衡常数(写出计算过程,保留2位有效数字)
(3)NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH 的关系如图所示。
①为获得较纯的Na2HPO4,pH应控制在;pH=6时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为:。
②Na2HPO4溶液呈碱性,加入足量的CaCl2溶液,溶液显酸性,溶液显酸性的原因是(从离子平衡角度分析)。
以下是一种药物Ⅳ合成部分路线: 请回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ的分子式为,它长期暴露在空气中会变质,其原因是。
(2)化合物Ⅰ转化为Ⅱ的反应类型是。
(3)化合物Ⅰ的同分异构体A含α-氨基苯乙酸,A的苯环对位含,则A的结构简式是 ,A在催化剂的作用下通过肽键形成高聚物,试写出该反应的化学方程式 。
(4)写出Ⅲ的结构简式。
(5)在一定条件下发生类似化合物Ⅱ转化为Ⅲ的反应,试写出该反应的化学方程式 。
为证明Fe3+具有较强的氧化性,甲同学做了如下实验:将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中,观察到Cu片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法:“Fe(NO3)3溶液具有酸性,在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”,并设计实验进行探究。已知:
水解反应 |
平衡常数(K) |
Fe3+ + 3H2O ![]() |
7.9 × 10-4 |
Fe2+ + 2H2O ![]() |
3.2 × 10-10 |
Cu2+ + 2H2O ![]() |
3.2 × 10-7 |
请回答:(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为。
(2)请利用所提供的试剂,帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂:0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸(0.5~5.0)、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案:。
(3)丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案,并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化,实验记录如下。
实验内容 |
实验现象 |
甲同学的实验方案 |
溶液逐渐变成蓝绿色, pH略有上升 |
乙同学的实验方案 |
无明显现象,pH没有明显变化。 |
①据实验现象写出发生反应的离子方程式:。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是。
③解释乙同学的实验现象。
(4)请你设计更简便可行的实验方案,帮助甲同学达到实验目的:。