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(14分)天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。下图为以天然气为原料制备化工产品的工艺流程。

(1)CH4的VSEPR模型为      
(2)一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并能使氨水再生,写出氨水再生时的化学反应方程式      
(3)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH="-90.8" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g) + H2(g);ΔH="-41.3" kJ·mol-1
则催化反应Ⅱ室的热化学方程式为      
(4)在一定条件下,反应室Ⅲ(容积为VL)中充入amolCO与2amolH2 在催化剂作用下反应生成甲醇:
CO(g) +2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则:①P1       P2(填“<”、“=”或“>”)。

②在其它条件不变的情况下,反应室Ⅲ再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率      (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在P1压强下,100℃时,反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的平衡常数为     (用含a、V的代数式表示)。
(5)科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。铜电极表面的电极反应式      

科目 化学   题型 简答题   难度 困难
知识点: 探究温度、压强对化学平衡的影响 化学电源新型电池
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【化学---化学与技术】工业上以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸。
(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式为__________________。
(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气_______________、_______________及干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是 _________________。
(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为ll%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是___________、___________。

(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是_________、________,从而充分利用能源。

【化学一一选修有机化学基础】(15分)从有机物A开始有如图所示的转化关系(部分产物略去)。A在NaOH溶液中水解生成B、C和D,1 mol F与足量的新制Cu(OH)2碱性悬浊液加热充分反应可生成2 mol红色沉淀。分析并回答问题:

(1)A中含有的官能团名称为氯原子和
(2)指出反应类型:
AB、C、D
HI
(3)写出B的分子式:___________________I的结构简式:____________________
(4)写出下列反应的化学方程式:
①CF:
②EM:
(5)与E含有相同官能团的某有机物甲(C4H8O3)有多种同分异构体,在结构中含有酯基和羟基,且水解产物不存在两个羟基连在同一个碳上的同分异构体有种。

【化学——选修2:化学与技术】(15分)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。
回答下列问题:
(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。
①用混凝法获取淡水 ②提高部分产品的质量
③优化提取产品的品种 ④改进钾、溴、镁等的提取工艺
(2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2,并用纯碱吸收。溴歧化为Br和BrO3-并没有产生CO2则反应的离子反应方程式为
(3)海水提镁的一段工艺流程如下图:

浓海水的主要成分如下:

离子
Na
Mg2
Cl
SO42
浓度/(g·L-1)
63.7
28.8
144.6
46.4

该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的阳离子_______,获得产品2的离子反应方程式为,浓海水的利用率为90%,则1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。
(4)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时,往往在HCl的气体氛围中加热。其目的是

二甲醚(CH3OCH3)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。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应:
①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H1=-Q1 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H2(g)+ 3CO(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g)的热化学方程式为
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)CH3OH (g) △H。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。

温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012

①由表中数据判断ΔH0 (填“ >”、“=”或“<”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变 B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变 D.c(CO)=c(CH3OH)
②某温度下,将 2mol CO和 6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K=
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中充入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图1。请回答下列问题:

①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中c(NH3)随时间变化的示意图。

A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:

阳离子
Ag、Na
阴离子
NO3、SO42、Cl

下图Ⅰ所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、 B、 C三种溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了27 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如下图Ⅱ所示。据此回答下列问题:

(1)M为电源的________(填“正”或“负”)极,乙中阳离子向(填“c”或“d”)定向移动,A是________(填写化学式)。
(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积为
(3)b电极上发生的电极反应为
乙烧杯的电解池总反应的化学方程式为_________________________________。
(4)要使丙恢复到原来的状态,应加入物质的质量为

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