硫酸工业中SO2转化为SO3是重要的反应之一,在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO2和2molO2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的转化率随温度的变化如下表所示:
温度![]() |
450 |
500 |
550 |
600 |
SO2的转化率% |
97.5 |
95.8 |
90.50 |
80.0 |
(1)由表中数据判断△H 0(填“>”、“=”或“<”)
(2)能判断该反应是否达到平衡状态的是
A 容器的压强不变 B 混合气体的密度不变
C 混合气体中SO3的浓度不变 D C(SO2)=C(SO3)
E V正(SO2)=V正(SO3) F V正(SO3)=2V逆(O2)
(3)某温度下经2min反应达到平衡后C(SO2)=0.08mol·L-1.
①0~2min之间,O2的反应速率为 .
②此时的温度为 ℃.
③此温度下的平衡常数为 (可用分数表示).
(4)若将平衡反应混合物的压强增大(假如体积可变),平衡将 向移动.
有机物A是一种广谱高效食品防腐剂,图甲是A分子的球棍模型。回答问题:
(1)写出A中含有官能团的名称_____________________、_____________________。
(2)A的一种同分异构体B在一定条件下可转化为二氢异香豆素,B的结构简式为____________________
(3)图乙中是一些中草药中所含的有机物:其中互为同分异构体的是(填写序号):____________;不能与水反应的是(填写序号):______________;
(4)A的另一种同分异构体C遇溶液显紫色;l
C可与l
NaOH反应生成有机物D;D被
溶液氧化后经酸化得有机物E,E经醇化、消去两步反应可得香豆素,写出符合上述要求的一种C的结构简式:___________________________;
(5)写出A与烧碱溶液反应的化学方程式:______________________________________。
(A)下列有机实验操作或叙述,正确的是_______(填写代号)
①能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃,分子中一定含有碳碳双键或者碳碳三键
②乙酸乙酯中含有少量乙酸可用饱和的Na0H溶液除去
③蔗糖水溶解时应用弄作催化剂
④在鸡蛋清溶液中滴入饱和的溶液后有沉淀析出
⑤银镜反应的实质是Ag+把—CHO氧化成—COOH
⑥实验室制取硝基苯:先加入浓硫酸,再加苯,最后滴入浓硝酸
(B)25℃~101kPa时,mg仅含三种元素的有机物在足量的中充分燃烧。其燃烧产物通入过量的
固体,固体质量增加了mg。
①下列物质中不能满足上述结果的是()
A.B.
C.
D.
②A是符合上述条件且相对分子质量最小的有机物,则A的电子式_______。
A中所有原子是否共面_______。(填‘是’或‘否’)
(C)用系统命名法命名下列物质①____________;
②__________;
(14分)研究表明:丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图1表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。写出230℃该反应的热化学方程式:_______________。
(2)在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2mol CO2和3mol H2,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①能说明该反应已经达到平衡状态的是_______________。(选填编号)
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O
D.该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
②计算该温度下此反应的平衡常数K=________。(保留两位有效数字)。若改变条件(填选项),可使K=1。
A.增大压强
B.增大反应物浓度
C.降低温度
D.升高温度
E.加入催化剂
(3)某甲醇燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为_________________________。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解的总反应离子方程式为:。假设溶液体积为300 mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为_______(忽略溶液体积变化)。
(12分)金属铜及其化合物在生产和生活中都有重要的应用。
(1)写出铜原子价电子层的电子排布式______________。第四周期基态原子最外层电子数与铜相同的元素有_____________种。
(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,继续滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,然后向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4•H2O沉淀。
①SO42-中S原子的杂化方式为________________________。
②NH3分子内的H-N-H键角______(填“大于”“等于”或“小于”)H2O分子内的H-O-H键角。
(3)如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为______________。
(4)CuO受热易分解为Cu2O和O2,请从铜的原子结构角度来说明CuO受热易分解的原因:__________________。
PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO42- |
NO3- |
Cl- |
浓度/mol•L-1 |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据计算PM2.5试样的pH。
(2)NOx汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
则N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为_________________。
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应:_________________。
②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极,KOH溶液作为电解质溶液,负极的电极反应式_________________。
(4)为了改善环境,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
①有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
B.高温使水分解制氢:2H2O(g)2H2+O2
C.太阳光催化分解水制氢
2H2O2H2↑+O2↑
D天然气制氢:CH4+H2O(g)CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。
从3 min到9 min,v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
③能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
④工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。
温度/℃ |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
平衡常数 |
667 |
13 |
1.9×10-2 |
2.4×10-4 |
1×10-5 |
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行
C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高