能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
Ⅰ、煤可以通过气化和液化转变为清洁能源并提高燃烧效率。
煤气化的主要反应是:C(g)+ H2O(g)CO(g)+H2(g)。
气化得到的CO和H2可以进一步液化合成甲醇,反应方程式为:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H
(1)若相同温度下CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热(∆H)分别为a、b、c,则上述反应的∆H= 。
(2)将1molCO和2molH2通入1L密闭容器中,分别恒温在3000C和5000C反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:
|
10min |
20min |
30min |
40min |
50min |
60min |
3000C |
0.40 |
0.60 |
0.75 |
0.84 |
0.90 |
0.90 |
5000C |
0.60 |
0.75 |
0.78 |
0.80 |
0.80 |
0.80 |
①在3000C反应开始10分钟内,H2的平均反应速率_____________。
②5000C平衡常数K=___________。
③在另一体积不变的容器中,充入1.2molCO和2.0molH2,一定条件下达到平衡,测得容器内压强为起始的一半。计算该条件下H2转化率为 。
(3)煤燃烧的主要产物CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其KSP=2.8×10-9mol2/L2。现将2×10-4mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaC12溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaC12溶液的最小浓度为 。
Ⅱ、超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)(×10-4mol/L) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
c(CO)( ×10-3mol/L) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H 0(填写“>”、“<”、“=”);
(2)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,部分实验条件如下表:
实验编号 |
T/℃ |
NO初始浓度/mol·L-1 |
CO初始浓度/mol·L-1 |
催化剂的比表面积/m2·g—1 |
I |
280 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
82 |
Ⅱ |
280 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
124 |
Ⅲ |
350 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
124 |
该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号。
( 12分)Ⅰ.(1)在一密闭的2L的容器里充入8mol SO2和4mol 18O2,在一定条件下开始反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)2min末测得容器中有7.2mol SO2。试回答:
①反应后18O原子存在于哪些物质中 ;
② 2min末SO3的浓度________________________;
③用O2的浓度变化表示该时间段内的化学反应速率_______________________。
Ⅱ.某化学反应2A (g)B(g)+D(g)在3种不同条件下进行,B和D的起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号 |
![]() |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
1 |
800℃ |
1.0 |
0.80 |
0.67 |
0.57 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
2 |
800℃ |
C2 |
0.92 |
0.75 |
0.63 |
0.60 |
0.60 |
0.60 |
3 |
820℃ |
1.0 |
0.40 |
0.25 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
根据上述数据,完成下列填空:
(1) 实验1达到平衡的时间是__________min,C2_____1.0 min·L-1(填“<”“>”或“=”)。
(2)实验3比实验1的反应速率_________(填“快”或“慢”),原因是___________________________________________________________________________。
(3) 如果2A (g) B(g)+D(g)是一个吸热反应,那么实验3与实验1相比,在相同体积时___________吸收的热量多,理由是___________________________________________。
(1)现有A、B、C、D、E五种元素,A的原子核中没有中子;B、C元素处于同一周期,C的原子半径较小,B、C的质子数之和为27,质子数之差为5; D的单质跟盐酸反应,生成D3+和氢气;E和C能形成E2C型离子化合物,且E、C两元素的简单离子具有相同电子层结构。
①写出元素符号:
A,C,E。
② B、D的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为:
。
③写出E2C的电子式:。
(2)元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质。下图是元素周期表的一部分。
①阴影部分元素N在元素周期表中的位置为第周期第族。
根据元素周期律,预测:酸性强弱 H3AsO4 H3PO4。(用“>”或“<”表示)
②元素S的最高正价和最低负价的代数和为____________,在一定条件下,S与H2反应有一定限度(可理解为反应进行的程度),请判断:在相同条件下Se与H2反应的限度比S与H2反应限度 。(选填“更大”、“更小”或“相同”)
③ Br2具有较强的氧化性,SO2具有较强的还原性,将SO2气体通入溴水后,溶液中存在的主要离子是________________________________________________。
④下列说法正确的是
A.C、N、O、F的原子半径随着原子序数的增大而减小
B.Si、P、S、Cl元素的非金属性随着核电荷数的增加而增强
C.干冰升华、液态水转变为气态都要克服分子内的共价键
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
(12分) Ⅰ.下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
(1)图中属于烷烃的是(填编号)属于烯烃的是,(填编号)
(2)上图中与B互为同分异构体但不属于同种类的物质的是:。(填编号)
Ⅱ.课本“交流•研讨”栏目有这样一组数据:破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量;破坏1/2mol氧气中的化学键需要吸收249kJ的能量;形成水分子中1 mol H—O键能够释放463kJ能量。
下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化,请将图中①、②、③的能量变化的数值,填在下边的横线上。
①kJ②kJ③kJ
已知苯甲醛在一定条件下可以通过Perkin反应生成肉桂酸(产率45~50%),另一个产物A也呈酸性,反应方程式如下:
C6H5CHO(苯甲醛)+(CH3CO)2O → C6H5CH=CHCOOH(肉桂酸)+ A
(1)上述反应式中,反应物的物质的量之比为1︰1。产物A的名称是。
(2)一定条件下,肉桂酸与乙醇反应生成香料肉桂酸乙酯,其结构简式为______________关于它的说法正确的是。
a.能发生加成反应 b.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.在酸性或碱性条件下可以水解 d.属于芳香烃的衍生物
(3)取代苯甲醛也能发生Perkin反应,相应产物的产率如下:
取代苯甲醛 |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
产率(%) |
71 |
63 |
52 |
82 |
可见,取代基对Perkin反应的影响有(写出2条即可):
①____________________________________②__________________________________。
(4)溴苯(C6H5Br)与丙烯酸乙酯(CH2=CHCOOC2H5)在氮化钯催化下可直接合成肉桂酸乙酯,该反应属于Heck反应,是环B的一种取代反应,其反应方程式为
(不要求标出反应条件)________________________________________________
(5)Heck反应中,为了促进反应的进行,通常可加入一种显(填字母)的物质,原因是__________________________________________________________________。
A.弱酸性 B.弱碱性 C.中性 D.强酸性
美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。(X为卤原子)
经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下:
|