(14分)I.CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品。已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1="a" kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2="b" kJ/mol
2CO(g)+O2(g) =2CO2(g) △H3="c" kJ/mol
(1)求反应CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g) △H= kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)一定条件下,等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3),同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物,该反应的化学方程式为 。
(3)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g) =CH3COOH(g),温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图,回答下列问题:
①250~300℃时,乙酸的生成速率降低的原因是 。
②300~400℃时,乙酸的生成速率升高的原因是 。
Ⅱ.钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na2SX)分别作为两个电极的反应物,多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:
Na2SX 2Na+xS (3<x<5)
(4)根据上表数据,判断该电池工作的适宜温度应为 (填字母序号)。
A.100℃以下 B.100℃~300℃
C.300℃~350℃ D.350℃~2050℃
(5)关于钠硫电池,下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.放电时,电极A为负极
B.放电时,Na+的移动方向为从B到A
C.充电时,电极A应连接电源的正极
D.充电时电极B的电极反应式为SX2--2e-=xS
(6)25℃时,若用钠硫电池作为电源电解500mL 0.2mol/L NaCl溶液,当溶液的pH变为l3时,电路中通过的电子的物质的量为 mol,两极的反应物的质量差为 g。(假设电解前两极的反应物的质量相等)
水是重要的自然资源,与人类的发展密切相关。
(1)25℃时,水能按下列方式电离:
H2O+H2OH3O++OH- K1=1.0×10-14
OH-+H2OH3O++O2- K2=1.0×10-36
水中c(O2-) =mol·L-1(填数值)。
(2)水广泛应用于化学反应。将干燥的碘粉与铝粉混合未见反应,滴加一滴水后升起紫色的碘蒸气,最后得到白色固体。有关该实验的解释合理的是。
A.加水使碘和铝粉形成溶液 | B.水作氧化剂 |
C.碘粉与铝粉反应是放热反应 | D.水作催化剂 |
(3)铁酸铜(CuFe2O4)是很有前景的热化学循环分解水制氢的材料。
ⅰ.某课外小组制备铁酸铜(CuFe2O4)的流程如下:
搅拌Ⅰ所得溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2的物质的量浓度分别为2.6 mol·L-1、 1.3 mol·L-1。
①搅拌Ⅰ所得溶液中Fe元素的存在形式有Fe3+和(填化学式)。
②搅拌Ⅱ要跟踪操作过程的pH变化。在滴加KOH溶液至pH=4的过程中(假设溶液体积不变),小组同学绘制溶液中c(Fe3+)、c(Cu2+)随pH变化的曲线如下图,其中正确的是(用“A”、“B”填空)。
(已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)
③操作Ⅲ为、。
ⅱ.在热化学循环分解水制氢的过程中,铁酸铜(CuFe2O4)先要煅烧成氧缺位体(CuFe2O4-a),氧缺位值(a)越大,活性越高,制氢越容易。
④氧缺位体与水反应制氢的化学方程式为。
⑤课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧,得氧缺位体的质量为原质量的96.6%,则氧缺位值(a)=。
有机物对香豆酸()主要用于配置香辛樱桃、杏、蜂蜜等香料。
(1)写出对香豆酸的分子式。
(2)下列关于对香豆酸的说法不正确的是。
a.能与NaOH溶液反应
b.能发生加成、取代、银镜反应
c.加金属钠,有氢气生成
d.加FeCl3溶液,溶液显紫色
(3)对香豆酸的某种同分异构体丁,可用于除草剂苯嗪草酮的中间体,其可通过下图转化关系制得。
①乙→丙的反应类型;
②乙分子所含官能团是(填名称);
③丙→丁的反应化学方程式:;
(4)有机物戊与丁互为同分异构体,且满足以下特点:
①是苯的对位取代物,
②能与NaHCO3反应放出气体,
③能发生银镜反应。
请写出化合物戊的结构简式(任写一个即可)。
松油醇是一种调香香精,是α、β、γ三种同分异构体组成的混合物,可由松节油分馏产品A(18O是氧原子的一种同位素)经下列反应制得:
(1)α-松油醇的分子式为。
(2)写出α-松油醇中官能团的名称。
(3)α-松油醇能发生反应的类型有。
A.加成反应 | B.消去反应 | C.氧化反应 | D.取代反应 |
(4)物质M是A的一种同分异构体,写出该物质在Cu作催化剂的条件下和氧气反应的化学方程式。
(5)写出下列物质的结构简式:β-松油醇。
环己烷可制备1,4-环己二醇,下列七步有关反应(其中无机产物都已经略去)中,其中有两步属于取代反应,两步属于消去反应,三步属于加成反应,试回答:
(1)写出下列化合物的结构简式:
A:C:
(2)写出①、④的化学方程式:
①:;
④:。
(15分)某铜矿石的成分中含有Cu2O,还含有少量的Al2O3、Fe203和Si02。某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程示意图如下:
已知:CuO2+2H+=Cu+Cu2++H2O
(1)滤液A中铁元素的存在形式为(填离子符号),生成该离子的离子方程式为,检验滤液A中存在该离子的试剂为(填试剂名称)。
(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为。
(3)常温下.等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH一)前者为后者的108倍,则两种溶液的pH= 。
(4)将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中,除得到蓝色沉淀,还有无色无味气体放出,写出相应的离子方程式:。
(5)①粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解精炼过程中,c为粗铜板,则a端应连接电源的(填“正”或“负”)极,若粗铜中含有Au、Ag、Fe杂质,则电解过程中c电极上发生反应的方程式有、。
②可用酸性高锰酸钾溶液滴定法测定反应后电解液中铁元素的含量。滴定时不能用碱式滴定管盛放酸性高锰酸钾溶液的原因是、滴定中发生反应的离子方程式为,滴定时.锥形瓶中的溶液接触空气,则测得铁元素的含量会(填“偏高”或“偏低”)。