欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
(2)焦炭可用于制取水煤气。测得12 g 碳与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6 kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2。
Ⅰ.计算K1= 。
Ⅱ.根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是(填序号) 。
(4)CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4 molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为: 。
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,制得在 650 ℃下工作的燃料电池,其负极反应式:则
正极反应式:___ ,电池总反应式 。
(17分)卡托普利OE)是用于治疗各种原发性高血压的常用药物,可由下列路线合成:
(1) A的结构简式是_______, B中含有官能团的名称是_______。
(2) C→D的反应类型是_______
(3) 已知:(高分子化合物),则
B→F的化学方程式为____________________________;
高分子化合物H的结构简式为_____________________。
(4) D的消去产物有多种同分异构体,如
等。写出其中满足下列条件的同分异构体:
(i) 含有苯环,不含甲基
(ii) 能与NaOH溶液以物质的量之比1:1完全中和
(iii) 苯环上一卤代物只有一种
___________________________________、____________________________
(5) 下列关于卡托普利(¾的说法正确的是_______。
a.能发生取代反应 b.在氧气中充分燃烧的产物有SO2
c.能与Na反应生成氢气 d. E的分子式为
(14分)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子序数依次增大,其它相关信息如下表所示
(1 )X位于元素周期表中第________周期第_______族;Y基态原子的电子排布式为_______。
(2) 在W-H、X-H两种共价键中,键的极性较强的是_______,元素Y与W按原子个数比1 : 3形成的化合物所属的晶体类型是_______。
(3) W的一种氢化物(W2H4)与W2X4发生反应:,反应中若形成
键放热103.9k!。则该反应的
=_______。
(4) 元素X、Y、Z可形成1:1:1型化合物A,已知A在热的碱性溶液中分解得到物质的量之比为1 : 2的两种盐,写出该反应的化学方程式_______。
(10分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I ,II,III)作用下,CH4的产量随光照时间的变化如下图所示。
(1) 在O〜30小时内,CH4的平均生成速率和
由大到小的顺序为_________;反应开始后的15小时内,在第_________种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2) 将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应
CH4(g)+H2O(g)CO(g) +3H2(g) △H=+206kJ·mol-1。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,此时测得CO的物质的量为O.10 mol,CH4的平衡转化率为91 %,则此温度下该反应的平衡常数为_________ (计算结果取整数)。
(3) 该反应产生的CO和H2可用来合成可再生能源甲醇,已知CO(g)、CH3OH⑴的燃烧热分别为
和
,则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为_________。
(4)工业上常利用反应CO(g)+2H2(g) CH3OH (g), △H<0合成甲醇,在230°C〜270°C最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比n(H2):n(C0),分别在230°C、2500C和2700C进行实验,结果如图。
①2700C的实验结果所对应的曲线是_________ (填字母);
②2300C时,工业生产适宜釆用的合成气组成n(H2):n(CO)的比值范围是_________ (填字母)。
A. 1 〜1.5 B. 2. 5〜3 C. 3. 5〜4. 5
(5) 某同学以石墨为电极,以KOH溶液为电解质设计甲醇燃料电池,其负极的电极反应式为_________。
(8分)实验室有 NaHSO4 ,Ba(OH)2, NH3 • H2O NaHCO3、KAl(SO4)2五种无色溶液,现欲通过它们之间的相互反应现象对其进行鉴别。部分物质间的反应现象如下表:
表中“”表示生成气体物质,“
”表示生成沉淀。
根据以上信息,回答以下问题:
(1)B、E的化学式分别为_______、___________;
(2) 写出A的电离方程式___________________________:;
(3) C、D两溶液反应的离子方程式为___________________________;
(4) 向含有0.1 mol溶质的D溶液中滴加E溶液,所生成沉淀的物质的量之和最多为_________mol。
(10分)下列转化关系中,X、Y是生活中用处广泛的两种金属单质,A、B是氧化物,A呈红棕色,C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题
(1) 请写出反应①的化学方程式:______________
(2) 检验D溶液中问离子的方法是______________;
(3)若试剂a是NaOH溶液,写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式_______;
(4)若试剂b是H2SO4,工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制备一种髙效净水剂Y(OH)SO4,已知还原产物为N0,则该反应的化学方程式是_______;
(5)工业上电解熔融的B制取X时,若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 m3,则阴极产物的质量为_______kg。