工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)已知在25。C时:
①C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g) △H1=-111kJ·mol-1
②C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H2=-394kJ·mol-1
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2O(g) ="==" CO2(g)+H2(g)的反应热△H=___________.
(2)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
①以下反应能说明CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到平衡状态的是_________
A.容器中CO的含量保持不变 | B.容器中CO2浓度与CO浓度相等 |
C.![]() ![]() |
D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
②实验I中,从反应开始到反应达到平衡时,CO的平均反应速率(CO)=_____;
③实验II条件下反应的平衡常数K=_____________(保留小数点后二位);
④实验III中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a,b必须满足的关系是______;
⑤若在900℃时,实验II反应达到平衡后,向此容器中再加入1molCO、0.5mol H2O、0.2mol CO2、0.5mol H2,则此时___________
(填“>”或“<”),平衡向__________方向移动(填“正反应”、“逆反应”“不移动”)
运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义。
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
则CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=________kJ·mol-1
(2)下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是________(填写序号).
a.使用高效催化剂 b.降低反应温度
c.增大体系压强 d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
(3)在一定压强下,容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=________(mol·L-1)-2;
③在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a molH2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式________________。
含铬化合物有毒,对人畜危害很大。因此含铬废水必须进行处理才能排放。
已知:
(1)在含+6价铬的废水中加入一定量的硫酸和硫酸亚铁,使+6价铬还原成+3价铬;再调节溶液pH在6~8之间,使Fe3+和Cr3+转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而除去。
①写出Cr2O72-与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:________________。
②用离子方程式表示溶液pH不能超过10的原因:____。
(2)将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合成氢氧化物沉淀而除去。
①写出阴极的电极反应式:________________。
②电解法中加入氯化钠的作用是________________。
(3)铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不锈钢,CrO3大量地用于电镀工业中。
①CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式为____。
②CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如右图所示,则B点时剩余固体的成分是________________(填化学式)。
某研究小组用黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2气体,再用水吸收该气体可得ClO2溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2的吸收率,具体情况如图所示。
(1) 据图可知,反应时需要控制的适宜温度是________℃,要达到此要求需要采取的措施是______________。
(2) 已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO3-氧化成SO42-,请写出FeS2、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(ClO2)的离子方程式:______________________。
(3) 该小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品6.0 g,通过反应和吸收获得400 mL ClO2溶液,取此溶液20 mL与37.00 mL 0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应后,过量的Fe2+再用0.050 0 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液20.00 mL。反应原理为:
4H++ClO2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算ClO2的“产率”(写出计算过程)。
普罗帕酮为广谱高效膜抑制性抗心律失常药。其合成路线如下:
(1)化合物C的含氧官能团为________和________(填官能团的名称)。
(2)反应①→④中属于加成反应的是________(填序号)。
(3)写出同时满足下列条件的A的同分异构体结构简式:________。
Ⅰ.分子中含有苯环,且苯环上的一氯代物有两种;
Ⅱ.与FeCl3溶液发生显色反应;
Ⅲ.能发生银镜反应。
(4)产物普罗帕酮中会混有少量副产物F(分子式为C21H27O3N)。F的结构简式为________。
(5)化合物3羟基戊二酸二乙酯()是一种医药中间体,请结合流程信息,写出以丙酮、乙醇和甲醛为原料,制备该化合物的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
H2C=CH2CH3CH2Br
CH3CH2OH
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)实验室制取氨气的化学方程式:。
(2)反应I的化学方程式为:。
(3)“灼烧”时发生反应的化学方程式:。
(4)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为:。
(5)副产品X的化学式是。
(6)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是(填编号)
①酸性高锰酸钾②品红溶液③澄清石灰水
④饱和碳酸氢钠溶液⑤NaOH⑥稀硫酸