空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
(1)一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g),测得上述反应5 min末到达平衡,此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1,则这段时间内SO2的反应速率υ(SO2)= ,此反应在该温度下的平衡常数K= 。
(2)甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
①上述合成甲醇的反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 。A、B两点对应的压强大小关系是PA PB(填“大于”、 “小于”或“等于”)。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池,电解质溶液为KOH浓溶液,则该电池工作时正极的电极反应式为 ,理论上通过外电路的电子最多为 mol。
(共15分)写出下列有机反应的化学方程式
(1)实验室制取乙炔:;
(2)2-溴丙烷与NaOH的醇溶液的反应:;
(3)向苯酚钠溶液中通入少量的CO2;;
(4)由甲苯制取TNT;;
(5)苯甲醇的催化氧化;。
(共12分)根据给出的有机物的结构简式或名称按要求填空:
①②
③
④5,5-二甲基-4-乙基-2-己炔⑤⑥
⑦
(1)写出①的系统命名法的名称;(2)写出④的结构简式;
(3)属于脂肪烃的是(填序号);(4)属于芳香烃的是(填序号);
(5)属于苯的同系物是(填序号);(6)任写一种与⑧互为同分异构体的结构简式。
I、二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。比Cl更好。
⑴在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水消毒,其主要原因是。
⑵用ClO2处理过的饮用水(pH 5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2—)。
饮用水中的ClO2、ClO2—含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I—还原为ClO2—、Cl—的转化
率与溶液pH的关系如下图所示。当pH≤2 .0时,ClO2—也能被I—完全还原为Cl—。反应生成
的I2用标准Na2S2O3溶液滴定;2Na2S2O3+ I2= Na2S4O6 + 2NaI
①请写出pH≤2 .0时ClO2—与I—反应的离子方程式。
②请完成相应的实验步骤:
步骤1:准确量取V mL水样加入到锥形瓶中。
步骤2:调节水样的pH为7.0~8.0。
步骤3:加入足量的KI晶体。
步骤4:加入少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3
溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步骤5:。
步骤6:再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
③根据上述分析数据,测得该饮用水中ClO2—的浓度为mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
II.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染。已知高铁酸盐热稳定性差,工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:
⑴在农业生产中,滤液1可用作。
⑵流程中生成高铁酸钾的离子方程式是:,控制此反应温度30℃以下的原因是:。
⑶结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是:。
⑷某温度下,将Cl2通入KOH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO3-离子的物质的量之比是2:3,则Cl2与氢氧化钾反应时,被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为。
⑸实验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K2FeO4产率的实验数据分别如图1、图2所示。为了获取更多的高铁酸钾,铁盐的质量分数应控制在附近、反应时间应控制在。
、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)
H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
H2
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H10(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-1,则CO的转化率为.
(2)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,通过反应Ⅰ进行甲醇合成,T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
浓度/(mol·L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CO、H2后,在T5℃反应10min达到平衡,c(H2)=0.4 mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH) =mol·(L·min)-1。
(3)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是。
、下列A~K是中学化学中的常见物质,其中D、E、K为单质,其余物质为化合物。这些物质具有下列转化关系(省略了水和部分反应物及生成物),除反应②外,其他反应均在水溶液中进行。其中D是工业中最常用的金属。回答:
(1)A、H分别为、(填化学式)
(2)写出反应②的化学方程式。
(3) 2.7克E与I完全反应生成G,若G与J反应生成3.9克不溶物H ,则消耗J的物质的量为。
(4)若实验测得无水H在常压条件下不同温度时的密度为:
T(℃) |
200 |
600 |
800 |
ρ(g/L) |
6.881 |
2.650 |
1.517 |
气体摩尔体积(L/mol) |
38.8 |
71.6 |
88.0 |
则 600℃时无水H存在形式的分子式为。