(16分)汽车尾气中CO、NOx 以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)装置Ⅰ中,NaOH溶液吸收SO2也可生成Na2SO3和NaHSO3的混合溶液
①写出NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式 。
②已知混合液pH随:n(
)变化关系如下表:
![]() |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
![]() |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当混合液中时,c(Na+) c(HSO3-)+ 2c(SO32-)(填“>”“=”或“<”)
(2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+ 氧化的产物主要是NO3- 、NO2- ,写出只生成NO2-的离子方程式 ;
(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。
①生成的Ce4+从电解槽的 (填字母序号)口流出;
②生成S2O42 - 的电极反应式为 ;
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2- 的浓度为a g·L- 1 ,要使1m3该溶液中的NO2- 完全转化为NO3-,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2 L。(用含a代数式表示)
物质F是合成多种手性药物和生物活性物质的重要中间体,其合成路线如下:
(1)反应①的类型为,反应④的类型为。
(2)物质A聚合可得聚丙炔酸甲酯,其结构简式为。
(3)物质C的俗名为肉桂醛,写出其同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式。
①能与氯化铁溶液显紫色;②苯环上有两个取代基;③分子的核磁共振氢谱有4个峰。
(4)若部分C被氧化为肉桂酸,反应②将产生副产物(分子式为C14H15NO3),写出其结构简式。
美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
从上表可以推断:此反应是(填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入1mo1CO和2mo1H2O,则达到平衡后CO的转化率为。
(2)在500℃,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应,达到平衡后下列关系正确的是
实验编号 |
反应物投入量 |
平衡时H2浓度 |
吸收或放出的热量 |
反应物转化率 |
A |
1、1、0、0 |
c1 |
Q1 |
α1 |
B |
0、0、2、2 |
c2 |
Q2 |
α2 |
C |
2、2、0、0 |
c3 |
Q3 |
α3 |
A.2c1= c2 =c3 B.2Q1=Q2=Q3 C.α1 =α2 =α3 D.α1 +α2 ="1"
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是。
①体系的压强不再发生变化②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化⑥v(CO2)正=v(H2O)逆
(4)下图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是、
(写出两种)。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。
二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
⑴煤的气化的主要化学反应方程式为:___________________________。
⑵利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1K1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol-1K2
③ CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1K3
总反应:3H2(g) + 3CO(g)CH3OCH3(g) +CO2 (g)的ΔH= _____ , K=(用包含K1、 K2、 K3的式子表示).一定条件下的等容密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.增加H2的浓度 f.充入He
(3)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
浓度/(mol·L-1) |
0.44 |
0.6 |
0.6 |
①比较此时正、逆反应速率的大小:v(正) ______ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) = _________,该时间内反应速率v(CH3OH) = __________。
如图所示,A、F为石墨电极,B、E为铁片电极。按要求回答下列问题:
(1)打开K2,闭合K1,B为__________极,A的电极反应为______________,最终可观察到的现象是。
(2)打开K1,闭合K2,E为________极,检验F极产生气体的方法是。
(3)若往U型管中滴加酚酞,进行(1)、(2)操作时,极周围能变红(填A、B、E、或F,下同)。若滴加K3[Fe(CN)6]溶液,在极周围溶液变为色。
(4)若电源选用燃料电池,结构如图,以熔融碳酸盐为电解质(能够传导CO32-),电池工作时电解质组成保持稳定,请写出正极反应的方程式,若在标况下消耗11.2L的甲烷,电解NaCl溶液产生的H2的物质的量为mol(假设燃料电池能量转化率为75%)。
xk
A、B、C、D四种芳香族化合物的结构简式如下所示:
请回答下列问题:
(1)写出A中无氧官能团的名称,C中含氧官能团的名称为。
(2)用A、B、C、D填空:能发生银镜反应的有,既能与FeCl3溶液发生显色反应又能与Na2CO3溶液反应放出气体的是。
(3)按下图C经一步反应可生成E,E是B的同分异构体,
则反应①的反应类型为,写出反应②的化学方程式:。