某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为__________。
(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为____________,总反应的离子方程式为_________________________________。
(3)若开关K与b连接,下列说法正确的是(填序号)______________。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子
(4)如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为 。
KMnO4是常见的试剂。
Ⅰ.某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4(K1=5.4×10-2)的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”,并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器:0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010mol/L KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽
物理量 编号 |
V(0.20 mol/LH2C2O4溶液)/mL |
甲 |
V(0.010mol/L KMnO4溶液)/mL |
M(MnSO4固体)/g |
T/℃ |
乙 |
① |
2.0 |
0 |
4.0 |
0 |
50 |
|
② |
2.0 |
0 |
4.0 |
0 |
25 |
|
③ |
1.0 |
a |
4.0 |
0 |
25 |
|
④ |
2.0 |
0 |
4.0 |
0.1 |
25 |
回答下列问题:
(1)完成上述反应原理的离子反应方程式
(2)上述实验①②是探究对化学反应速率的影响;若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响,则表格中“甲”应填写,a为;乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”应填写。
(3)上述实验②④是探究催化剂对化学反应速率的影响。
请在答题卷的坐标图中画出实验②和④的能量变化关系图(作必要的标注)。
Ⅱ.某化学小组利用下图装置进行实验证明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2。限选试剂:KBr溶液、KMnO4、浓盐酸、浓硫酸
(4)装置a、d中盛放的试剂分别是:、;实验中观察到的现象为;此实验装置的不足之处是。
二甲醚具有优良的燃烧性能,被称为21世纪的“清洁能源”,以下为其中一种合成二甲醚的方法:在一定温度、压强和催化剂作用下,在同一反应器中进行如下反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)△H1=-49.1 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-24.5 kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3=+ 41.2 kJ·mol-1
(1)写出CO2(g)加H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式是。
(2)一定条件下,原料气中n(H2)/n(CO2)比值和温度对CO2转化率影响的实验数据如下图。
①温度为T1 K时,在1 L反应容器中投入2mol CO2 和8mol H2进行反应,试计算达到平衡时CO2的浓度为。
②结合数据图,归纳CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律:
a。
b。
(3)为研究初始投料比与二甲醚产率关系,在一定温度和压强下,投入一定物质的量的H2、CO、CO2进行试验,实验发现二甲醚的平衡产率随原料气中n(CO)/〔n(CO)+n(CO2)〕比值增大而增大,试分析其原因。
(4)下图是科学家现正研发的,以实现反应①在常温常压下进行的装置。
写出甲槽的电极反应。
由有机物Ⅰ合成Ⅳ(香豆素)的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)写出分子式:丙烯酸甲酯____________________;
(2)写出反应类型:Ⅰ→Ⅱ ;若要Ⅱ→Ⅲ的反应完全,则Ⅱ→Ⅲ 反应需要的条件是;
(3)已知化合物Ⅳ的相对分子质量为146,写出结构简式:Ⅳ;
(4)化合物V是Ⅲ的一种同分异构体,V有如下特征:分子中除苯环外,无其它环状结构;在核磁共振氢谱图中,有四个吸收峰;能发生银镜反应;1 mol V最多能与2mol的NaOH反应。V的结构简式为________________;
(5)根据已有知识并模仿香豆素合成路线的相关反应,试写出以氯苯和丙烯(CH2=CH-CH3)为原料,合成的化学方程式(无机试剂任选)。
(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题作答。若多做,则按A小题评分。
A.【物质结构与性质】
利用工业废铁粉(主要成为Fe3O4、Fe)与硫酸反应可制备硫酸盐。
(1)Fe2+基态核外电子排布式为________。
(2)FeSO4隔绝空气受热分解生成SO2、SO3、Fe2O3。SO2分子的空间构型为__________,其中S原子的杂化类型为________。与SO3互为等电子体的离子与分子分别为________、________(填化学式)。
(3)苯酚可以与Fe3+发生显色反应。1 mol苯酚中含有σ键的数目为________。
(4)Fe3O4具有反尖晶石结构。某化合物MgxAlyOz与反尖晶石结构相仿,其结构如下图所示,它是由下列A、B方块组成。该化合物的化学式为________。
(14分)大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890.3 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)===2NO(g);ΔH=+180 kJ·mol-1
CH4可用于脱硝,其热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)===CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l),ΔH=________。
(2)C2H4也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对其NO去除率的影响,控制其他条件一定,实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度和Cu2+负载量分别是________。
(3)臭氧也可用于烟气脱硝。
①O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,该反应的化学方程式为____。
②一种臭氧发生装置原理如图2所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为________。
(4)图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中,NO最终转化为________(填化学式)和H2O。
②当消耗2 mol NH3和0.5 mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为________。
(5)NO直接催化分解(生成N2与O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40 ℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示。写出Y和Z的化学式:____。