苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6 H5- CH2 CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6 H5- CH= CH2)的反应方程式为:
(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示:
由图可知:在600℃时,平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%,则:
①氢气的物质的量分数为 ;
②乙苯的平衡转化率为 ;
③计算此温度下该反应的平衡常数 。
(2)已知某温度下,当压强为101.3kPa时,该反应中乙苯的平衡转化率为30%;在相同温度下,若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa,则乙苯的平衡转化率 30%(填“>、=、<” )。
(3)已知:
计算上述反应的ΔH= kJ/mol。
选做(12分)【化学一化学与技术】海水资源丰富,海水中主要含有Na+、K+、Mg2+、Cl-、、Br-、
、
等离子。
合理利用海水资源和保护环境是我国可持续发展的重要保证。
I.火力发电燃煤排放的SO2会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如下图所示:
(1)天然海水的pH≈8,呈弱碱性。用离子方程式解释原因___________________________。
(2)天然海水吸收了含硫烟气后,要用O2进行氧化处理,其反应的化学方程式是_______。氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是___________________________________________________________________________。
Ⅱ.重金属离子对河流及海洋造成严重污染。某化工厂废水()中含有Ag+、Pb2+等重金属离子,其浓度各约为0.01mol·L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,查找有关数据如下:
(3)你认为往废水中投入_________(填字母序号),沉淀效果最好。
A.NaOH | B.Na2S | C.KI | D.Ca(OH)2 |
(4)如果用生石灰处理上述废水,使溶液的pH=8.0,处理后的废水中________。
(5)如果用食盐处理其只含Ag+的废水,测得处理后废水中NaCl的质量分数为0.117%。
若环境要求排放标准为c(Ag+)低于1.0×10-8mol·L-1,问该工厂处理后的废水中c(Ag)+=__________,是否符合排放标准__________(填“是”或“否”)。已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2。
(18分)氮、硫、氯及其化合物是中学化学重要的组成部分。
(1)氨气燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液,电池反应为:。该电池负极的电极反应式为__________;用该电池进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,以CuSO4溶液为电解质溶液,下列说法正确的是____________.
a.电能全部转化为化学能
b.的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
e.若阳极质量减少64g,则转移电子数为2NA个
(2)①将SO2通入到BaCl2溶液中,出现了异常现象,看到了明显的白色沉淀,为探究该白色沉淀的成分,他设计了如下实验流程:所得悬浊液白色沉淀
观察现象并判断。则试剂A的化学式为_________。实验表明,加入试剂A后,白色沉淀未见溶解,产生该白色沉淀的离子方程式是___________。
②利用如图所示电化学装置吸收工业尾气中SO2,阴极上生成Cu。写出装置中阳极的电极反应式__________。
(3)已知。某同学设想用下列流程得到BaCl2,
则①的离子方程式为_________,该反应的平衡常数K=__________;
(4)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
I.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液,发生反应
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中粒子种类如图所示:
请回答:
①确定操作Ⅱ完全反应的现象是___________。
②在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是__________。
(16分)“C 1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH、HCOOH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:
CO2 (g)+3H2(g)CH3OH g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol。相关数据如下:
请回答:
①a=_______。
②若甲中反应10s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是_________mol·L-1·S-1
(2)甲烷的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2 (g)+ CH4 (g) 2CO(g)+2H2(g)在密闭容器中通入等物质的量浓度的CH4与CO2在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强P1______P2(填“大于”或“小于”);压强为P2时,在y点:
(正)_________
(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)一定条件下,治理汽车尾气的反应是 。在恒温恒容的密闭容器中通入
的混合气体,发生上述反应。下列图像正确且能说明反应在进行到
时刻一定达到平衡状态的是__________(选填字母)。
(4)甲酸(HCOOH)是一种弱酸,现用0.1mol·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol·L-1叫的盐酸和甲酸溶液,滴定曲线如下:
滴定开始前,三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是_________;V1和V2的关系V1_________V2(填“>”、“=”或“<”);M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_________。
(12分)【化学——有机化学基础】松油醇(G)可用于配制香精,其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)G所含两种官能团的名称分别是________、__________。
(2)同时符合下列两个条件的B的同分异构体有____________种。
i.含有六元碳环,碳环上仅有两个取代基且呈对位;
ii.在一定条件下能发生银镜反应、水解反应和消去反应。
(3)为了鉴别E和F,宜选用下列试剂中的_______作鉴别试剂(填下列序号字母)。
a.溴水b.银氨溶液c.酸性KMnO4溶液d.NaHCO3溶液
(4)C→D的化学方程式为_________________。
(5)物质A(分子式为C7H10O3)催化氢化得到H(分子式为C7H12O3),H在一定条件下可以生成高聚物I,I的结构简式为_____________。
(12分)【化学——物质结构与性质】硼在半导体工业中被大量用作半导体掺杂物,同时含硼化合物在杀虫剂、防腐剂及新型储氢材料的制造中也有重要的地位。请回答下列问题:
(1)在第2周期的元素中,基态原子的第一电离能小于硼的元素有_________种。
(2)硼砂是人们最早使用的含硼化合物之一,其阴离子Xm-( Xm-中只含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示,则在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型分别为_____、_____;图中标注为2号的原子与相邻原子成键形成的键角_____4号原子与相邻原子成键形成的键角(填“大于”“小于”或“等于”)。在下列各项中,在Xm-内不存在的化学键是____(填下列序号字母)。
a.离子键b.共价键 c.配位键
(3)氨硼烷(NH3BH3)与镧镍合金(LaNix)都是优良的储氢材料。镧镍合金的晶胞结构示意图如图所示(只有1个原子位于晶胞内部),则x=____。氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体,具有类似金刚石的结构,硬度略小于金刚石。则在下列各项中,立方氮化硼晶体不可用作______(填下列序号字母)。
a.耐磨材料 b.切削工具c.导电材料 d.钻探钻头