(14分)尿素可作为H2O2的稳定载体,生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2],其合成工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)操作I、II的名称分别是________、_________。CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和过氧化氢之间以________结合,其结合力较弱,具有尿素和过氧化氢双重性质。
(2)工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备,已知:
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol
②H2O(l)=H2O(g) H =+44.0kJ/mol
写出CH4与水蒸气作用生产CO2和H2的热化学方程式: 。
(3)为测定产品中H2O2的含量,称取干燥样品12.0g配成250mL溶液,取25.00mL
于锥形瓶中,加入适量硫酸酸化,用0.20mol/LKMnO4标准溶液滴定,三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL.(KMnO4溶液与尿素不反应).
①完成并配平方程式:
②计算出产品中H2O2的质量分数为_____________。
(4)电解含尿素的废水既可以处理废水,又可制得纯氢,电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过,A、B两极均为惰性电极。请写出阳极的电极反应方程为_____________。
已知X为中学化学中一种常见的盐,F为淡黄色固体;M、N为常见的金属,N的氧化物可作耐火材料,可用它来制造耐火坩埚和耐高温试验仪器;H为气体单质,D为无色气体,D在空气中会出现红棕色。各物质的转化关系如下图(部分反应物已略去)。
请回答下列问题:(1)E的化学式为。
(2) 将M丝插入盛有X溶液的试管中,反应一段时间后的现象是。
(3) 反应②的离子方程式为。
(4)在反应①②③④中属于置换反应的是。
(10分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1
反应II:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是(填“I”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断ΔH10(填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为。
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的离子方程式为。
I.已知下列三个热化学方程式
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
③C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=+131 kJ·mol-1
写出表示碳不完全燃烧生成CO的热化学方程式。__________;
II. 氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将a mol·L-1的氨水与b mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,则用含a和b的代数式表示出该混合溶液中氨水的电离平衡常数。
III.下列5种有机化合物:水杨酸()、苯酚()、乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、乙醇(CH3CH2OH)。
①其中能与Na2CO3溶液反应,但不能与FeCl3溶液发生显色反应的是。(填化学式)
②其中能与FeCl3溶液发生显色反应,但不能与NaHCO3溶液反应的是。(填化学式)
③写出水杨酸与金属钠反应的化学方程式。
如下图所示,某气体X可能由H2、CO、CH4中的一种或几种组成。将X气体燃烧,把燃烧后生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列问题:
(1) 若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则气体X是_____________。
(2) 若A洗气瓶的质量不变,B洗气瓶的质量增加,则气体X是____________。
(3) 若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则气体X可能是(可以不填满)
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
I、某温度时,在一个2L的密闭容器中, X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达平衡时,此时容器内的压强与起始压强之比为
II、一定条件下,氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应的催化剂。为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化效果的影响,设计如下对比实验:
实验序号 |
氯化镁固体中氯元素含量/% |
温度/℃ |
粉碎方式/ |
催化效果/g·g-1 |
1 |
70.97 |
20 |
滚动球磨 |
3.9×104 |
2 |
74.45 |
20 |
滚动球磨 |
5.0×104 |
3 |
74.45 |
20 |
振动球磨 |
5.9×104 |
4 |
ω |
100 |
振动球磨 |
注:催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示。
(1)表中ω=。
(2)从实验1、2可以得出的结论是。
(3)设计实验2、3的目的是。
III、现有如下两个反应:(A)NaOH + HCl =" NaCl" + H2O
(B)2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
(1)根据两反应本质,判断能否设计成原电池________________________
(2)如果不能,说明其原因__________________________
(3)如果可以,则写出正、负极材料、电解质溶液名称__________。