硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ、SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI; Ⅱ、2HIH2+I2; Ⅲ、2H2SO4===2SO2↑+O2↑+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是 。
a.反应Ⅲ易在常温下进行
b.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O
d.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
0~2 min内的平均反应速率v(HI)= 。
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,加入少量下列试剂中()产生H2的速率将增大(填字母)。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3
(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知2H2(g)+O2(g)="==" 2H2O(l) △H=-572KJ·mol-1
某氢氧燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化为 。
(5)利用氢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=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH=_____ _;
(6)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。
a.v生成(CH3OH)= v消耗(CO)
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(7)在某温度下,向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反应生成CH3OH(g),达到平衡时CO的转化率为90%,此时容器内的压强为开始时的 倍。
﹙14分﹚A为只含有C、H、O三种元素的芳香烃衍生物,各物质间的相互转化关系如下图。已知:ROH+HXRX+H2O;E为加聚得到的高分子化合物,
分子式为(C9H8O2)n;I中除含有一个苯环外还含有一个六元环,分子式为C9H8O2;H分子式为C18H16O6。
(1)写出A、E、I的结构简式:A;E;I。
(2)B→C的反应条件为____________________。
(3)A+G→H的反应类型为。
(4)有机物A的同分异构体只有两个对位取代基,既能与Fe3+发生显色反应,又能发生水解反应,但不能发生银镜反应。则此类A的同分异构体有4种。例如:
请写出另两种同分异构体
﹙15分﹚(1)具有明显现象的官能团特征反应常被用来鉴定化合物。
①欲区分CH2 =CH2和CH3 CH3 ,应选用 __ (填字母)。
a.NaOH溶液 b.溴水 c.银氨溶液
②欲区分HCHO和HCOOH,应选用 _(填字母)。
a.KMnO4溶液 b.银氨溶液 c.Na2CO3溶液
③欲区分和
,应选用 ___ (填字母)。
a.FeCl3溶液 b.NaOH溶液 c.AgNO3溶液
(2)在有机化学中,同分异构是普遍存在的现象。分子式为C4H9OH的有机物共有
种。其中,一种有机物通过消去反应可转变为2-丁烯,请写出该消去反应的化学方程式:;另一种有机物不能发生催化氧化,请写出该有机物的结构简式:。
(3)A是石油裂解气的成分之一,A的某一同系物E的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。现以A为主要原料合成C6H12O2,其合成路线如下图所示:
回答下列问题:
①A的结构简式为:______________。
②B、D分子中的官能团名称分别为_______________、_____________。
③写出B的同类别的同分异构体的结构简式:___________________。
④写出B→C的化学方程式:_________________________________________。
已知:
有机物A是一种医药中间体,质谱图显示其相对分子质量为130。已知0.5molA完全燃烧只生成3molCO2和2.5molH2O。A可发生如下图所示的转化,其中D的分子式为C4H6O2,两分子F反应可生成含甲基的六元环状酯类化合物。
请回答:
(1)1molB与足量的金属钠反应产生的22.4L(标准状况)H2。B中所含官能团的名称是。B与C的相对分子质量之差为4,B→C的化学方程式是。
(2)D的同分异构体G所含官能团与D相同,则G的结构简式可能是。
(3)F可发生多种类种类型的反应:
①两分子F反应生成的六元环状酯类化合物的结构简式是。
②由F可生成使 Br2的CCl4溶液褪色的有机物H。F→H的化学方程式是。
③F在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是。
(4)A的结构简式是。
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素。它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+离子M层3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)写出C原子的价层电子排布图,F位于周期表区。
(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为。(写元素符号)
(3)F和质子数为25的M的部分电离能数据列于下表
元素 |
M |
F |
|
电离能(kJ·mol-1) |
I1 |
717 |
759 |
I2 |
1509 |
1561 |
|
I3 |
3248 |
2957 |
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此,你的解释是。
(4)晶胞中F原子的配位数为,若F原子的半径为rcm,则F晶体的密度为(用含r的表达式表示),该晶胞中原子空间利用率为。
(5)H2S和C元素的氢化物(分子式为H2C2的主要物理性质比较如下
熔点/K |
沸点/K |
标准状况时在水中的溶解度 |
|
H2S |
187 |
202 |
2.6 |
H2C2 |
272 |
423 |
比任意比互溶 |
H2S和H2C2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因。
某工厂的废水中含有FeSO4、H2SO4、Ag2SO4、Al2(SO4)3及一些污泥。某研究性学习课题组测定了废水中各物质的含量并查找了溶解度数据,现列表如下
表一废水中各物质的含量
物质 |
FeSO4 |
H2SO4 |
Ag2SO4 |
Al2(SO4)2 |
污泥 |
质量分数/(%) |
15.0 |
7.0 |
0.40 |
0.34 |
5.0 |
表二 FeSO4和Al2(SO4)3在水中的溶解度
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
FeSO4溶液度(g) |
15.6 |
20.5 |
26.5 |
32.9 |
40.2 |
48.6 |
Al2(SO4)3溶解度(g) |
31.2 |
33.5 |
36.4 |
40.4 |
45.7 |
52.2 |
该课题组根据表中数据,设计了污水处理方案,拟利用该厂的废铁屑(有少量锈斑)、烧碱溶液和硫酸处理此污水,回收FeSO4·7H2O和Ag。
(1)请填写下列空白,完成得到Ag的实验方案:
①将带有锈斑的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤,目的是。
②将工厂废水过滤,用少量水洗涤滤渣,洗涤液并入滤液后保留待用;
③,目的是使Ag+全部还原为金属Ag;
④,目的是分离出Ag;
(2)请写出后续的步骤,除去Al3+,得到主要成分为FeSO4·7H2O晶体。
⑤将第步与第④步所得滤液混合后,加入少量硫酸至混合液的pH为3-4后,,滤出FeSO4·7H2O晶体
(3)写出步骤③中所有化学反应的离子方程式。
(4)在步骤⑤中,加入少量硫酸调节pH的目的是。