(1)有人研究证明:使用氯气作自来水消毒剂,氯气会与水中有机物反应,生成如CHCl3等物质,这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是 (填序号)。
A.明矾 | B.二氧化氯 |
C.臭氧 | D.高铁酸钠(Na2FeO4) |
(2)高铁(VI)酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有:次氯酸盐氧化法(湿法)和高温过氧化物氧化法(干法)等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁(III)盐,写出该法的离子方程式: 。
(3)用高铁(VI)酸盐设计的高铁(VI)电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH溶液,放电时的总反应:3Zn+2K2FeO4+8H2O→3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
①写出正极发生的电极反应式: 。
②用高铁(VI)电池作电源,以Fe作阳极,以Cu作阴极,对足量KOH溶液进行电解,当有0.1molK2FeO4反应时,在电解池中生成H2 L(标准状况),同时生成Fe(OH)3= mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据:
|
含锌废水水质 |
经处理后的水国家环保标准值 |
Zn2+浓度/(mg·L-1) |
≤800 |
≤3.9 |
pH |
1~5 |
6~9 |
经处理后的废水pH=8,此时废水中Zn2+的浓度为 mg/L(常温下,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×1017), (填“符合”或“不符合”)国家环保标准。
煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径。煤气化的主要反应是:C+H2O(g)——CO+H2,CO和H2的混合气体是合成多种有机物的原料气。下图是合成某些物质的路线。其中,D易溶于水,且与CH3COOH互为同分异构体,既能与银氨溶液反应,又能发生酯化反应;F分子中的碳原子数是D的3倍;H经催化氧化可得到G。请回答下列问题:
(1)写出下列物质的结构简式:E___________B__________;E与H是否属于同系物:________________(填是或否)。
(2)D的同分异构体除CH3COOH外还有:___________________;
(3)写出下列反应的化学方程式:
C+H_____________________________________________;
D与银氨溶液反应________________________________________。
(4)A为工业常用燃料。某同学将A完全燃烧,产生的二氧化碳气体通入澄清石灰水中。
若该同学实验时共取了200mL0.1mol/L的石灰水,通入一定量的二氧化碳后,得到1g沉淀,那么,他通入的二氧化碳标况下的体积可能为___________________________。
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%)。
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