研究证明,CO2可作为合成低碳烯烃的原料加以利用,目前利用CO2合成乙烯相关的热化学方程式如下:
反应开始时在0.lMPa下,以n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生反应Ⅳ,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量百分数如图1所示:
请回答下列问题:
(1)△H4= kJ-mol-1。
(2)可以判断该反应已经达到平衡的是 。
A.v(CO2)="2" v (C2H4)
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的压强不再改变
D.平衡常数K不再改变
E.C2H4的体积分数不变
(3)曲线a表示的物质为 (写化学式),判断依据是 。
(4)为提高CO2的平衡转化率,可以采取的措施是 。
A.降低温度
B.分离出H2O
C.增加原催化剂的表面积
D.增大压强
E.投料比改为n(H2):n(CO2)=2:1
(5)在图2中,画出393K时体系中C2H4的体积分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势曲线,并标明平衡时C2H4的体积分数数值。
(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定一中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:
2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O→4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH
(1)Cr3+基态核外电子排布式为_________;配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是________(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为______________;1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为______。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式);H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为___________。
(14分)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)△H=-200.9kJ·mol-1
NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g)△H=-58.2kJ·mol-1
SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) △H=-241.6kJ·mol-1
(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=_______mol·L-1。
(2)室温下,固定进入反应器的NO、SO2的物质的量,改变加入O3的物质的量,反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):n(NO)的变化见下图。
①当n(O3):n(NO)>1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是__________。
②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是_________。
(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为 8)中SO32-将NO2转化为NO2-,其离子方程式为:___________。
(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中c(SO32-)=________[用c(SO42-)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示];CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是_________。
(15分)化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成:
(1)化合物A中的含氧官能团为_________和___________(填官能团的名称)。
(2)化合物B的结构简式为________;由C→D的反应类型是:_______。
(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式_________。
Ⅰ.分子含有2个苯环
Ⅱ.分子中含有3种不同化学环境的氢
(4)已知:,请写出以
为原料制备化合物X(结构简式如下图)的合成路线流程图(无机试剂可任选)。
合成路线流程图示例如下:
以磷石膏(只要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
(1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SO42-)随时间变化见由下图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________;能提高其转化速率的措施有____(填序号)
A.搅拌浆料 | B.加热浆料至100℃ |
C.增大氨水浓度 | D.减小CO2通入速率 |
(2)当清液pH接近6.5时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是_________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。
[选修2—化学与技术]
20—Ⅰ下列有关海水综合利用的说法正确的是 。
A.电解饱和食盐水可制得金属钠 | B.海带提碘只涉及物理变化 |
C.海水提溴涉及到氧化还原反应 | D.海水提镁涉及到复分解反应 |
20—Ⅱ
铁在自然界分别广泛,在工业、农业和国防科技中有重要应用。
回答下列问题:
(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉如图(a)所示。原料中除铁矿石和焦炭外含有 。除去铁矿石中脉石(主要成分为SiO2)的化学反应方程式为 、 ;高炉排出气体的主要成分有N2、CO2和 (填化学式)。
(2)已知:①Fe2O3 (s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+494kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
③C(s)+ O2(g)=CO(g)ΔH=-110kJ·mol-1
则反应Fe2O3 (s)+3 C(s)+ O2(g)=2Fe(s)+3CO2 (g)的ΔH= kJ·mol-1。理论上反应 放出的热量足以供给反应 所需的热量(填上述方程式序号)
(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺,其流程如图(b)所示,其中,还原竖炉相当于高炉的 部分,主要反应的化学方程式为 ;熔融造气炉相当于高炉的 部分。
(4)铁矿石中常含有硫,使高炉气中混有SO2污染空气,脱SO2的方法是 。