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文檔簡(jiǎn)介
一、綜合題
1.廢舊電池的回收處理,既能減少對(duì)環(huán)境的污染,又能實(shí)現(xiàn)資源的再生利用。將廢舊鋅錦
電池初步處理后,所得廢料含MnCh、MnOOH、Zn(OH)2及少量Fe等,用該廢料制備Zn
和MnO?的一種工藝流程如下:
過(guò)■炎需MH:SO4O,MnCO)
Ir-n
“化I―i忌
廢精一?-還以堵饒—>酸浸
V
ttifil也潘2
己知:
①M(fèi)i?+在酸性條件下比較穩(wěn)定,pH高于5.5時(shí)易被。2氧化
②有關(guān)K,p數(shù)據(jù)如下表所示
化合物Mn(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)3
Ksp近似值1013101710一38
回答下列問(wèn)題:
(1)還原焙燒過(guò)程中,MnOOH與炭黑反應(yīng),鐳元素被還原為MnO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。傳統(tǒng)的工藝是使用濃鹽酸在加熱條件下直接處理廢料,缺點(diǎn)是
(2)酸漫時(shí)一般會(huì)適當(dāng)加熱并不斷攪拌,其作用是,濾渣1和濾渣2主要成分
的化學(xué)式依次是。
⑶凈化時(shí),先通入。2再加入MnCCh,其目的是;己知凈化時(shí)溶液中Mr?+、
Zr?+的濃度約為O.lmoLLi,調(diào)節(jié)pH的合理范圍是。
(4)電解制取MnCh時(shí),MnCh在極產(chǎn)生。
(5)中科院研究人員將MnO2和生物質(zhì)置于一個(gè)由濾紙制成的折紙通道內(nèi)形成電池,該電池
可將軟飲料中的葡萄糖作為燃料獲得能量,裝置如圖所示。此裝置中b極的電極反應(yīng)式為
MnOjCMAqHI#o,
2.高爐煤氣為煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,主要成分為N2、CO、CO?、比0等,其中可燃
成分CO含量約占25%左右,CO2,N2的含量分別占15%、55%o回答下列問(wèn)題:
(1)上述提及的氣體分子中,電子數(shù)相等的兩種氣體是(寫化學(xué)式)。
(2)高爐煤氣中CO具有較高的利用價(jià)值,可以與H2合成甲烷,已知有關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)
方程式如下:
1
①H2(g)+2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
1
②CO(g)+2O2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol
1
則CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+2O2(g)AH=kJ/mol?
(3)高爐煤氣中N2的含量較高,利用CO前需要對(duì)CO進(jìn)行富集,實(shí)現(xiàn)CO和N2的分
離。
①工業(yè)上常采用醋酸亞銅氨溶液來(lái)吸收CO,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
CH3coOCu(NH3)2(aq)+CO(g)=CH3coOCu(NH3)2-CO(aq)△HVO。吸收CO后的溶液經(jīng)過(guò)
適當(dāng)處理可恢復(fù)為醋酸亞銅氨溶液,從而實(shí)現(xiàn)co與吸收液的分離,分離過(guò)程可采取的措
施有(寫出一種即可)。
②到目前為止,co吸附劑的開(kāi)發(fā)大多數(shù)以亞銅為活性組分負(fù)載在各種載體上,然后采用
變壓吸附(PSA)方式在含N2體系中脫出CO。下圖是變壓吸附回收高爐煤氣中CO的流
程圖:
PSA-I吸附CO?時(shí)間對(duì)PSA-II中CO回收率的影響見(jiàn)下圖,由此可見(jiàn),為了保證載體亞銅
吸附劑對(duì)co的吸附和提純要求,應(yīng)采取的措施是,“放空氣體”的主要成分為
交
確
算
應(yīng)
=
PSA-]啜的C0,時(shí)間
(4)高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)。該反應(yīng)在
不同溫度下的平衡常數(shù)如下表所示:
溫度/也100011151300
平衡常數(shù)4.03.73.5
①該反應(yīng)的AH0(填“或"=")o
②欲提高上述反應(yīng)中CO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是。
a,適當(dāng)降低反應(yīng)體系的溫度b.及時(shí)移出體系中的CO2c.加入合適的催化劑
d.減小容器的容積e.增大FezCh的量
3.氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。
(1)在現(xiàn)代化學(xué)中,常利用________上的特征譜線來(lái)鑒定元素,稱為光譜分析。
(2)基態(tài)N原子的價(jià)電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)是,價(jià)電子在該能級(jí)上的排布遵循
的原則是-
(3)NH』BF4(氟硼酸鏤)是合成氮化硼納米管的原料之一。1molNH4BF4含有mol配位
鍵。
4+
⑷化肥(NH4)2SC)4中會(huì)含有N4H4(SC)4)2,該物質(zhì)在水中電離出SCV-和N4H4,N4H4,+遇到
堿性溶液會(huì)生成一種形似白磷(P4)的N4分子。N4比P4的沸點(diǎn),原因?yàn)?/p>
(5)尿素(H2NCONH2)也是一種常用的化肥,其分子中原子的雜化軌道類型有-------->◎鍵
和It鍵數(shù)目之比為O
(6)CibN具有良好的電學(xué)和光學(xué)性能,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。Cd半徑為apm,N左半徑為b
pm,Cu*和N"都是緊密接觸的剛性小球,則N”的配位數(shù)為,CU3N的密度為
g-cm-\(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)
4,燃煤煙氣脫除SO,及NO,對(duì)解決霧霾污染很重要,脫硫脫硝的方法很多,一種CIO,氣
相氧化法反應(yīng)機(jī)理和速率常數(shù)(K)如下:
1
脫硝:①NO(g)+CK)2(g)=NO2(g)+ClO(g)AH.k,=l.7X10"mL?(mol?s)
12
②NO(g)+C10(g)=NO2(g)+Cl(g)AH2k2=8.8X10mL?(mol?s)'
1
脫硫:③S02(g)+C102(g)=S03(g)+C10(g)AH:tkrf.1X10'mL?(mol?s)
1
@SO2(g)+ClO(g)=SO3(g)+Cl(g)AH4k,=6.9X10"mL?(mol?s)-
兩過(guò)程中產(chǎn)生的Cl可與CIO?進(jìn)一步反應(yīng),如:
@Cl(g)+ClO2(g)=2ClO(g)AH5
(1)同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)NO(g)+SO?(g)+2CQ(g)=NO?(g)+SOKg)+2C10(g)的反應(yīng)熱最簡(jiǎn)表達(dá)
式?
(2)己知反應(yīng)③④的速率方程分別為v正=區(qū)?c(S02)?c(C10J、v^krc(SO?)?c
(CIO),試判斷兩反應(yīng)的活化能大小,E3E,(填或“=”)。控制
脫硫速度的關(guān)鍵步驟是反應(yīng)(填③或④)
(3)SO/、NO單獨(dú)氧化及同時(shí)氧化對(duì)兩氣體氧化率變化如圖,同時(shí)氧化對(duì)
氣體的氧化率影響明顯,結(jié)合①③④反應(yīng)及其速率常數(shù)分析原因____________O
100
X80T-里位IUISO2
得608
M-<-同時(shí)iUtSOz
M
同
20-?X--MiULNO
T-里獨(dú)弱化NO
水黑氣含Mo.04?
0.50.60.70.80.91
cioyNofociOj,sOj
(4)氣相中水蒸氣含量提高,SO2單獨(dú)氧化率會(huì)迅速提升,并生成兩種常見(jiàn)的酸,請(qǐng)寫出
該過(guò)程化學(xué)反應(yīng)方程式。
(5)“濕式吸收法”利用吸收劑與SO?發(fā)生反應(yīng)從而達(dá)脫硫目的。
①下列適合作該法吸收劑的是(填序號(hào)).
A.氨水B.Na2soi溶液C.NaCO:,溶液D.NaHSCX溶液
②用石灰水也可吸收SO2,生成亞硫酸鈣濁液.
計(jì)算CaS(Xs)+H'(aq)M^Ca2'(aq)+HSO:「(aq)的平衡常數(shù)K=?25℃時(shí),
2s34
H2so3電離常數(shù)為:KFI.41X10-,K2=6.30X10Ksp=6.76X10
5.二甲醛又稱甲醛,簡(jiǎn)稱DME,熔點(diǎn)-141.5℃,沸點(diǎn)-24.9℃,與石油液化氣(LPG)相似,
被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料"。由合成氣(CO、H2)制備二甲醛的反應(yīng)原理如下:
①CO(g)+2H2(g)^^CHQH(g)△H|=-90.0kJ-moL
1
@2CH30H(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH2=-20.0kJmoI_
回答下列問(wèn)題:
(1)已知:比0(1)=氏09)△H=+44.0kJ/mol,若由合成氣(CO、4)制備
ImolCH30cH3(g),且生成H2O(1),其熱化學(xué)方程式為。
(2)有人模擬該制備原理:500K時(shí),在2L的密閉容器中充入2moic。和6moiH2,5min
達(dá)到平衡,平衡時(shí)測(cè)得c(H2)=1.8mol1“,c(CH30cH3)=0.2mol.L」,此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為
。用CH30H表示反應(yīng)①的速率是mol,L'-min1,可逆反應(yīng)②
的平衡常數(shù)K2=O
(3)在體積一定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2值變小,下列說(shuō)法
正確的是一o
A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.平衡移動(dòng)的原因是升高了溫度
C.達(dá)到新平衡后體系的壓強(qiáng)不變D.容器中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)減小
(4)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)進(jìn)行反應(yīng)
①,平衡時(shí)CO(g)和H2(g)的轉(zhuǎn)化率如圖所示,貝"a=(填數(shù)值)。
(5)綠色電源“二甲醛燃料電池”的結(jié)構(gòu)如圖所示,電解質(zhì)為熔融態(tài)的碳酸鹽(如熔融
K2co3),其中CO2會(huì)參與電極反應(yīng)。工作時(shí)正極的電極反應(yīng)為。
6.氮的氧化物(NOx)是大氣主要污染物,有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。
(1)KO又稱笑氣,有輕微的麻醉作用,用0在一定條件下可分解為N2、。2?;卮鹣铝?/p>
問(wèn)題:
己知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H|=+180.5kJ?mol"
②2NO(g)+C)2(g)=2NO2(g)AH?—114.14kJ?mol-1
1
@3NO(g)=N2O(g)+NO2(g)△%=-115.52kJ?mol-
則反應(yīng)2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)AH=kJ?mol-1
(2)汽車尾氣中的NO和CO可在催化劑作用下生成無(wú)污染的氣體而除去。在密閉容器中
充入lOmolCO和8moiNO發(fā)生反應(yīng),測(cè)得平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖
N(的
體
W
分
ft、
①己知T2>T”則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)&N2(g)+2CO2(g),AH—0(填,'“=”或
)
②該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為同時(shí)提高反應(yīng)速率和NO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有—(填字母
序號(hào))
a.改用高效催化劑b.縮小容器的體積c.增加CO的濃度d.升高溫度
③壓強(qiáng)為lOMPa、溫度為下,若反應(yīng)進(jìn)行到20min達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)容器的體積為
4L,則用N2的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(N2)=一,該溫度下用分壓表示的平衡常
數(shù)Kp=_MPa”(分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
④在D點(diǎn),對(duì)反應(yīng)容器升溫的同時(shí)擴(kuò)大體積至體系壓強(qiáng)減小,重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是
圖中A~G點(diǎn)中點(diǎn)。
(3)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NO,反應(yīng)生成N2,將一定比例的。2、
N&和NOx的混合氣體勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間,NOx的
去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖所示。
50150*380*C
①在50℃~150℃范圍內(nèi)隨溫度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是___。
②當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時(shí),NOx的去除率迅速下降的原因可能是一o
7.C、S和C1元素的單質(zhì)及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的有效利用備受關(guān)注。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知:1.2SO2(g)+O2(g)+2HaO(1)=2H2SO4(aq)AH1;
n.Cl2(g)+H2O(1)§?HQ(aq)+HC10(aq)AH2;
III.2HC1O(aq)=2HC1(aq)+O2(g)
SO2(g)+a2(g)+2H2O(l)=2HCl(aq)+H2SO4(aq)AH4=(用含有
AH]、AH2和^的代數(shù)式表示)。
(2)25℃時(shí):H2s。3溶液中各種含硫微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(5)與溶液pH的變化關(guān)系如
圖甲所示。
已知25℃時(shí),NaHSOs的水溶液PH<7,解釋其原因?yàn)椋骸?/p>
(3)NaClO2是一種綠色消毒劑和漂白劑,工業(yè)上采用電解法制備NaClO?的原理如圖乙所
Zj'O
①交換膜應(yīng)選用(填“陽(yáng)離子交換膜”或“陰離子交換膜”)。
②陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為?
(4)一定溫度下,向2L恒容密閉容器中滲入2moicO和ImolSO],發(fā)生反應(yīng)
2CO(g)+SO2(g)g?S(l)+2CO2(g)AH=-270kJ/mol,若反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)達(dá)
平衡,測(cè)得CO?的體積分?jǐn)?shù)為05則前20min的反應(yīng)速率v(CO)=,該溫度下
反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K=o
(5)在不同條件下,向2L恒容密閉容器中通入2moic0和ImolSCh,反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨
時(shí)間的變化如圖所示:
①圖中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí),v(C0)最大的為。(填序號(hào))
②與實(shí)驗(yàn)a相比,c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是o
8.以苯酚為原料合成防腐劑尼泊金丁酯(對(duì)羥基苯甲酸丁酯)、香料G(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
03^)的路線如下:
已知:
R.
(T).CHiCH'ONa1
WRCHO-RCH:CHO----------------RCH(CHO
加熱
OR'
②.H,
RCH0*2ROH—y―?RCHOR".||:0
注:R、R'為煌基或H原子,R"為燒基
請(qǐng)回答:
(1)下列說(shuō)法正確的是。
A.反應(yīng)②F-G,既屬于加成反應(yīng),又屬于還原反應(yīng)
B.若A~B屬于加成反應(yīng),則物質(zhì)X為CO
C.甲物質(zhì)常溫下是一種氣體,難溶于水
D.上述合成路線中,只有.3種物質(zhì)能與FeCh溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
(2)上述方法制取的尼泊金酯中混有屬于高聚物的雜質(zhì),生成該物質(zhì)的化學(xué)方程式為
(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
(4)寫出同時(shí)符合下列條件并與化合物B互為同分異構(gòu)體的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
①分子中含有苯環(huán),無(wú)其它環(huán)狀結(jié)構(gòu);
②'H-NMR譜表明分子中有4種氫原子:
③能與NaOH溶液反應(yīng)。
(5)設(shè)計(jì)以乙烯為原料制備『丁醇的合成路線(用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選)
9.CO2等溫室氣體的排放所帶來(lái)的溫室效應(yīng)已經(jīng)對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生很大影響。CO?的
利用也成為人們研究的熱點(diǎn)。以CO2和H2為原料合成甲醇技術(shù)獲得應(yīng)用。
3
(I)已知CH30H(g)+-O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)△曰=一363kJ/mol
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)△H2=-571.6kJ/mol
比0(1)====叢0(8)AH3=+44kJ/mol
則CC)2(g)+3H2(g)==iCH30H(g)+H20(g)的反應(yīng)熱△!{=。
(2)該反應(yīng)常在230~280℃、1.5MPa條件下進(jìn)行。采用催化劑主要組分為CuO-ZnO-
AI2O3。催化劑活性組分為單質(zhì)銅,因此反應(yīng)前要通氨氣還原。寫出得到活性組分的反應(yīng)的
化學(xué)方程式:。使用不同催化劑時(shí),該反
應(yīng)反應(yīng)熱AH(填“相同”或“不同”)
(3)該反應(yīng)可以看作以下兩個(gè)反應(yīng)的疊加:
CO2(g)+H2(g)^=iCO(g)+H2O(g),平衡常數(shù)KI;
CO(g)+2H2(g)『=iCH30H(g),平衡常數(shù)K2;
則CO2(g)+3H2(g)==iCH30H(g)+H20(g)的平衡常數(shù)K=(用含K,、K2的代數(shù)式
表示)
(4)反應(yīng)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)尾氣中總會(huì)含有一定濃度的CO,為了減少其濃度,可以采取的措
施為(寫一條即可)
(5)為了提高反應(yīng)速率,采取的措施可以有。
A.使用高效催化劑B.在較高壓強(qiáng)下進(jìn)行C.降低壓強(qiáng)D.充入高濃度C02
(6)有人研究了用電化學(xué)方法把CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH,其原理如圖所示:
含的溶液
則圖中A電極接電源極。已知B電極為惰性電極,則在水溶液中,該極的電
極反應(yīng)為。
Cll/lli.
10.聚苯乙烯塑料在生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。工業(yè)中以乙苯(j()為原料制取裝乙烯
((>-)的主要途徑有
①催化脫氫
CHaCH,CH=CH3
1
(K)(g)*H:(K)AW=+125kJ,mol
②氧化脫氫
CH,CHtCH=CH5
6(R>+yO,(g)
(g)iH,O(g)A//=-116.8kJ,mol"
③和二氧化碳催化脫氫
CH3CH.CHSCHJ
Cj(g)+CO,y);=^i(g)?CO(g)+HJO(g)i//=+158.8kJ,mol
(1)苯乙烯在一定條件下合成聚苯乙烯的化學(xué)方程式為。
(2)根據(jù)上述信息,能否計(jì)算出CO的燃燒熱?若不能計(jì)算,該空不用作答;若能計(jì)算,請(qǐng)寫
出CO的燃燒熱為。
(3)某企業(yè)以反應(yīng)①生產(chǎn)苯乙烯。某同學(xué)認(rèn)為:向反應(yīng)體系①中通入適量的02,能增加乙苯
的轉(zhuǎn)化率,該同學(xué)作出判斷的依據(jù)可能是。
(4)在溫度為T時(shí),在2L的密閉容器中加入2mol乙苯和2mol二氧化碳,反應(yīng)到平衡時(shí)測(cè)
得混合物各組成的物質(zhì)的量均為l.Omol。
①若保持溫度和容器容積不變,向該容器中再充入2moi乙苯和2moi二氧化碳達(dá)到平衡
時(shí),則乙苯的物質(zhì)的量濃度。
A.等于ImolL’B.小于lmol-L1C.大于lmoLL」D.不確定
②若將反應(yīng)改為恒壓絕熱條件下進(jìn)行,達(dá)到平衡時(shí),則乙苯的物質(zhì)的量濃度。
A.等于0.5mol-L1B.小于0.5moLL1C.大于0.5mol,L1D.不確定
(5)溫度為T時(shí),在恒容容器中進(jìn)行上述“①催化脫氫”反應(yīng)。已知:乙苯的起始濃度為
l.Omol-L-';設(shè)起始時(shí)總壓強(qiáng)為a,平衡時(shí)總壓強(qiáng)為b,達(dá)到平衡時(shí)需要的時(shí)間為tmin則從
反應(yīng)開(kāi)始到平衡的過(guò)程中苯乙烯的平均反應(yīng)速率為(用代數(shù)式表示,下同);該
溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為o
11.CO?的綜合利用對(duì)于減少溫室氣體、緩解能源緊缺具有重要的意義。
(I)CO2的性質(zhì)穩(wěn)定,其電子式為一。
(II)多晶Cu是唯一被實(shí)驗(yàn)證實(shí)能高效催化CO2還原為燃類(如CH4或C2H4)的金屬。電
解裝置分別以多晶Cu和伯為電極材料,用陰離子交換膜分隔開(kāi)陰、陽(yáng)極室,陰、陽(yáng)極室
的KHC03溶液的濃度(約o.lmol/L左右)基本保持不變。并向某極室內(nèi)持續(xù)通入CCh,溫
度控制在10℃左右。
(1)持續(xù)通入C02的原因是。
⑵研究表明,催化劑的多種因素決定了C2H4的選擇性和催化活性。
已知:選擇性=目標(biāo)產(chǎn)物的消耗原料量/原料總的轉(zhuǎn)化量
在本實(shí)驗(yàn)條件下,生成C2H4的電極反應(yīng)為。
(3)本實(shí)驗(yàn)條件下,若C02轉(zhuǎn)化為烽的轉(zhuǎn)化率為10%,生成QH4的選擇性為12%,現(xiàn)收集
到12molC2H4,則通入的CO2為mol。
(HI)CO?與CPU經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CC)2(g)號(hào)的2co(g)+2H2(g)
1*34
(1)已知:反應(yīng)1:CH4(g)=C(s)+2H2(g)△/f;=+75kJ?mol-
反應(yīng)2:H2(g)+C02(g)=^H2O(g)+CO(g)△42=+35kJ?moL
1
反應(yīng)3:2C0(g)=C(s)+CO2(g)△%=-172kJ?mor
則該催化重整反應(yīng)的l從溫度和壓強(qiáng)角度有利于提高C02平衡轉(zhuǎn)化率的條
件是—。
⑵下圖表示體系內(nèi)c(H2)/c(CO)、c(H2O)/c(CO)的變化情況,請(qǐng)解釋1200K以下C(H2)/C(C0)
小于1的原因—,并解釋隨溫度的升高c(H2)/c(CO)增大的原因___。
10
01
06
04
(U
(U)
400fiOOSOOWOO1200
T(K)
12.以A和B為原料合成扁桃酸衍生物F的路線如下:
(1)A的分子式為C2H2O3,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),且具有酸性,A所含官能團(tuán)的名稱為
o寫出A+B—>C的反應(yīng)類型:,
(2)中①、②、③三個(gè)-0H與鈉反應(yīng)活性由強(qiáng)到弱的順序是.
(3)E是由2分子C生成的含有3個(gè)六元環(huán)的化合物,E分子核磁共振氫譜峰面積之比
(4)D——^^的反應(yīng)方程式是,ImolF在一定條件下與足量NaOH溶液反
應(yīng),最多消耗NaOH的物質(zhì)的量為mol,符合下列條件的F的所有同分異構(gòu)體
有四種(不考慮立體異構(gòu)),寫出其中兩種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:。
①屬于一元酸類化合物②苯環(huán)上只有2個(gè)取代基且處于對(duì)位,其中一個(gè)是羥基
PCI,
CHC(X)H—>R—CH—C(X)H
(5)已知:2△,下列流程是A的一種合成
CI
方法,寫出方框中各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
13.甲幅CH3OH)是一種重要的化工原料,工業(yè)上有多種方法可制得甲醛成品
(一似C0、氏和CO2制備甲醇
①CO2(g)+H2(g)口C0g)+H20(g)AH|
@CO(g)+2H2(g)□CH30H(g)AH2
③COKg)+3H2(g)□CH3OH(g)+H2O(g)AH3
(1)已知:反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度的關(guān)系如下表
t/℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
則下列說(shuō)法正確的是
A.反應(yīng)①正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B.一定體積的密閉容器中,壓強(qiáng)不再變化時(shí),說(shuō)明反應(yīng)①達(dá)到平衡狀態(tài)
C.1100℃時(shí),反應(yīng)①的K可能為1.5
D.在1000℃時(shí),[c(C02)?c(H2)]/[c(C0)?c(H2。)]約為0.59
(2)比較△氏____Z\H3(填,'、"=”或“<”)
(3)現(xiàn)利用②和③兩個(gè)反應(yīng)合成CH3OH,已知CO可使反應(yīng)的催化劑壽命下降若氫碳比
表示為f=[n(H2)-n(CO2)]/[n(CO)+n(CO2)],則理論上£=時(shí),原料氣的利用率高,但
生產(chǎn)中住往采用略高于該值的氯碳比,理由是.
(二)以天然氣為原料,分為兩階段制備甲醇:
⑴制備合成氣:CH4(g)+H2Og)□CO(g)+3H2(g)AH,>0
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)□CH,OH(g)AH2>0
在一定壓強(qiáng)下,1molCHKg)和1molHzCKg)在三種不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)⑴,經(jīng)歷相
同時(shí)間時(shí),CO的物質(zhì)的量(n)隨溫度變化的關(guān)系如圖1
(1)下列說(shuō)法正確的是
A.曲線①中n(CO)隨溫度變化的原因是正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動(dòng)
B.三種催化劑中,催化劑③的催化效果最好,所以能獲得最高的產(chǎn)率
C.當(dāng)溫度低于70(TC時(shí)的曲線上的點(diǎn)可能都沒(méi)有到達(dá)平衡
D.若溫度大于700℃時(shí)、CO的物質(zhì)的量保持不變
(2)500℃時(shí),反應(yīng)⑴在催化劑①的作用下到lOmim時(shí)達(dá)到平衡,請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出反應(yīng)
(1)在此狀態(tài)下。至12分鐘內(nèi)反應(yīng)體系中比的體積分?jǐn)?shù)中(H?)隨時(shí)間t變化的總趨勢(shì)
甲(H/
2/3----------
1/2----------
I1J14.
024681012tmin
圖1圖2
(三)研究表明,CO也可在酸性條件下通過(guò)電化學(xué)的方法制備甲爵,原理如圖3所示。
(1)產(chǎn)生甲醇的電極反應(yīng)式為;
(2)甲醇燃料電池應(yīng)用很廣,其工作原理如圖4,寫出電池工作時(shí)的負(fù)極反應(yīng)
式:。
CH3OH
L擴(kuò)散層
質(zhì)子交換膜
2.催化層
(只允許H-甌:)
3.質(zhì)子交換膜
圖3圖4
14.某實(shí)驗(yàn)小組以粗銀(含少量Fe和Cr雜質(zhì))為原料制備Ni(NH3)602,并測(cè)定相關(guān)組分
的含量。制備流程示意圖如下:
已知:①部分離子生成氫氧化物沉淀的pH(開(kāi)始沉淀的pH按離子濃度為0.1moll"計(jì)算)
如下表所示:
離子Fe,+C1-VN產(chǎn)
開(kāi)始沉淀pH1.54.36.9
完全沉淀pH2.85.68.9
②Ni(0H)2為綠色難溶物。Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cb均為可溶于水的藍(lán)紫色晶體,水溶
液均顯堿性。
回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)需要配制3.0mol-L」稀硝酸250mL,需要的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠
頭滴管和。
(2)步驟(a)中Ni和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(3)步驟(b)首先加入試劑X調(diào)節(jié)溶液的pH約為6,過(guò)濾后再繼續(xù)加入X調(diào)節(jié)pH以得到
綠色沉淀。
①調(diào)節(jié)pH約為6的原因是o
②試劑X可以是(填標(biāo)號(hào))。
A.H2SO4B.Ni(OH)2C.NaOHD.Fe2O3E.NiO
(4)NH3含量的測(cè)定
i.用電子天平稱量mg產(chǎn)品于錐形瓶中,用25mL水溶解后加入3.00mL6moi/L鹽酸,以甲
基橙作指示劑,滴定至終點(diǎn)消耗0.5000mol-L'NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液VgL;
ii.空白試驗(yàn):不加入樣品重復(fù)實(shí)驗(yàn)i,消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液VzmL。
NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(用V|,V2表示)
②在上述方案的基礎(chǔ)上,下列措施能進(jìn)一步提高測(cè)定準(zhǔn)確度的有(填標(biāo)
號(hào))。
A.適當(dāng)提高稱量產(chǎn)品的質(zhì)量B.用H2s04溶液替代鹽酸
C.用酚酷替代甲基橙D.進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)
(5)為測(cè)定CI-的含量,請(qǐng)補(bǔ)充完整下述實(shí)驗(yàn)方案。
稱量mg產(chǎn)品于錐形瓶中,用25mL水溶解,,滴入2?3滴K2CQ4溶液
作指示劑,用已知濃度的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),記錄讀數(shù),重復(fù)操作2?3次。
15.納米氧化鋅是一種多功能性的新型無(wú)機(jī)材料,在橡膠、玻璃、涂料等各個(gè)領(lǐng)域廣泛的
應(yīng)用。工業(yè)由粗氧化鋅(含少量FeO、CuO等雜質(zhì))制備活性氧化鋅的工業(yè)流程如下:
物質(zhì)ANH,HCOi
已知:Fe3+、Fe2\Ci?+完全沉淀的pH分別是32,8.1,6.7
(1)“酸浸''時(shí)用的硫酸溶液的密度為1.4g/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%,則該硫酸的物質(zhì)的量
濃度為。
(2)焙燒前粉碎的目的是。
(3)濾液中加鋅粉的目的是。
(4)物質(zhì)A的主要成分(填化學(xué)式),檢驗(yàn)A中陽(yáng)離子的方法是
(5)濾液中加比。2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。
(6)6.82g堿式碳酸鋅[aZMOHbbZnCC^cH?。]恰好溶解在40mL3moi/LHC1中,同時(shí)產(chǎn)生
448mLe。2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),試推算堿式碳酸鋅的化學(xué)式為。
16.某礦渣主要含硫酸鋼、氧化銅、氧化鋁等(雜質(zhì)不參加反應(yīng)),利用礦渣提取金屬的
工藝流程如圖所示(乙、丙、丁、戊均為單質(zhì)):
沉淀①
謔米0雜匚
成法濾液②
造貴拉酸L沉淀②"皿甲星皿「乙
NaOH溶液逢液gkL“冬噂」
回答下列問(wèn)題:
(1)沉淀①為(填“強(qiáng)”、“弱”或“非”)電解質(zhì)。
(2)灼燒沉淀②所需要的非玻璃儀器有用煙、、
(3)濾液①的主要成分為。
(4)濾液①中加入適量鹽酸發(fā)生的離子方程式為、
(5)反應(yīng)①的反應(yīng)條件是o
(6)電解濾液③時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為。
17.過(guò)一硫酸(H2so5)和過(guò)二硫酸(H2s2。8)都是硫的含氧酸。過(guò)一硫酸是一種一元強(qiáng)酸,可
用于游泳池消毒,其結(jié)構(gòu)式如圖所示,過(guò)二硫酸是一種白色晶體,受熱易分解,有強(qiáng)吸水
性,極易溶于水且在水中會(huì)逐漸水解得到硫酸和過(guò)氧化氫。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題。
0
(1
H-O-S-O-O-H
II
0
(1)過(guò)一硫酸中硫元素的化合價(jià)是?過(guò)二硫酸的結(jié)構(gòu)式是O
(2)過(guò)一硫酸用于游泳池消毒是利用它的o(填性質(zhì))
(3)過(guò)硫酸鹽受熱也易分解,如過(guò)二硫酸鉀(K2s2。8)受熱會(huì)放出S03和。2,該反應(yīng)的化
學(xué)方程式是,該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移4NA個(gè)電子,生成的。2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是
(4)實(shí)驗(yàn)室常用氯磺酸(CISChH)和H2O2混合制H2S2O8:H2O2+2CISO3H=
H2S2O8+2HCI,要制得高純度的H2s2。8關(guān)鍵在于反應(yīng)體系耍處于環(huán)境。
18.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,比3、Oz、C10.s
KMnO,氧化性更強(qiáng),無(wú)二次污染,工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉,然后在低溫下,向高鐵酸鈉溶
液中加入KOH至飽和,使高鐵酸鉀析出。
(1)干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為:2FeS0l+6Na202=2Na2Fe0l+2Na20+2Na2S0,+02t
①該反應(yīng)中中的氧化劑是,還原劑是,每生成ImolNaFeO,轉(zhuǎn)移—mol電
子。
②簡(jiǎn)要說(shuō)明KFeO,作為水處理劑時(shí),在水處理過(guò)程中所起的作用
(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒:Fe(OH)3、C10->OH,F(xiàn)eO/
、CF>H20,
①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式:.
②每生成ImolFeO/轉(zhuǎn)移_mol電子,若反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子,則還原產(chǎn)物的物
質(zhì)的量為mol,
③低溫下,在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀(KFeO,),說(shuō)明什么問(wèn)題
19.H、C、N、0、F、Se是六種重要的非金屬元素。請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相
關(guān)知識(shí)回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài)氮原子最高能級(jí)上電子的自旋方向有種,基態(tài)硒原子的價(jià)層電子排布式
為,N元素第一電離能大于O元素第一電離能的原因?yàn)閛
O
ooYJ
(2)某高效低毒的新型農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為卜「〈二N—,則該物質(zhì)中氮原
子的雜化軌道類型為,其分子之間(填“能''或"不能”)形成氫鍵。
(3)SeO2,SeCh兩種分子中,屬于非極性分子的是SeCh的空間構(gòu)型為
與SeO3互為等電子體的分子和離子為。(各寫一種)
(4)氮化硼(BN)晶體有多種結(jié)構(gòu),六方相氮化硼(晶體結(jié)構(gòu)如圖1)是通常存在的穩(wěn)定
相,可作高溫潤(rùn)滑劑,立方相氮化硼(晶體結(jié)構(gòu)如圖2)是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性。
六方侃化01晶體立方敘化01晶體
。復(fù)原子?破原子O氣厚子子
圖I圖2
①下列關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法正確的是(填字母)。
a.兩種晶體存在的作用力相同b.立方氮化硼晶體可用于生產(chǎn)金屬切割刀片
c.六方相氮化硼層間作用力小,所以質(zhì)地軟d.立方相氮化硼含有。鍵和兀鍵,所以硬度
大
②若圖2中晶胞的邊長(zhǎng)為anm,密度為pgcm:則阿伏加德羅常數(shù)的值為。
20.根據(jù)已學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的有關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài)鐵原子的價(jià)電子軌道排布圖為。鐵元素常見(jiàn)的離子有Fe?+和Fe3+,穩(wěn)
定性Fe?+-Fe3+(填“大于”或“小于”),原因是。
(2)已知FeCb的沸點(diǎn):319℃,熔點(diǎn):306℃,則FeCb的晶體類型為。
(3)C、H、N、O四種元素中電負(fù)性由大到小的順序是(填元素符號(hào)下同),前
四周期元素中基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)最多的是o
(4)一種銅的演化物晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示
由圖可知,該晶體的化學(xué)式為,與每個(gè)Br緊鄰Br有個(gè),由圖中的P點(diǎn)和Q
點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù),可確定R點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為o
21.利用新方案和新工藝處理廢舊鉛酸蓄電池,可以達(dá)到節(jié)能減排、防治污染和資源循環(huán)
利用的目的。一種處理鉛酸蓄電池的流程如下:
已知:KM(Pb$0)=l.6X10巧和Ks°(PbC()3)=7.4X10-"
⑴寫出鉛酸蓄電池放電時(shí)的總反應(yīng)_____________________________________________;
⑵廢舊電池的預(yù)處理時(shí)需要將電池放電完全,目的是;
⑶寫出鉛膏脫硫時(shí)的離子方程式______________________________________________o
⑷傳統(tǒng)的鉛蓄電池的處理工藝是將電池破碎后,洗滌,干燥,直接送入回轉(zhuǎn)爐熔煉。而該
工藝使用純堿脫硫的顯著優(yōu)點(diǎn)是,
⑸從NazSO,溶液中結(jié)晶出Na2soi?10HQ晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、、過(guò)濾洗
滌,洗滌時(shí)用乙醇洗滌晶體,用乙醇而不用水洗滌的原因是
22.堿式碳酸鎂[4MgCCh-Mg(C)H)2-4H2O]是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品。一種由白云石[主要成分
為CaMg(CO3)2,還含少量Si。?、Fe2O3等]為原料制備堿式碳酸鎂(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中CaO的質(zhì)量
分?jǐn)?shù)豈).43%)的實(shí)驗(yàn)流程如下:
殘?jiān)麮aCO)濾液
(I)“煨燒”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(2)常溫常壓下“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2,“碳化”時(shí)終點(diǎn)pH對(duì)最終產(chǎn)品中
CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖1和圖2所示。
L6
L2
8
O.
O.4O□
8.09.010.0
PH
圖1CaO含量與碳化終點(diǎn)pH的關(guān)系圖2堿式碳酸鎂產(chǎn)率與碳化終點(diǎn)pH的關(guān)系
①應(yīng)控制"碳化”終點(diǎn)pH約為,發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為
和。
②圖2中,當(dāng)pH=10.0時(shí),鎂元素的主要存在形式是(寫化學(xué)式)。
(3)“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為.
(4)該工藝為達(dá)到清潔生產(chǎn),可以循環(huán)利用的物質(zhì)是(寫化學(xué)式)。
23.認(rèn)真觀察下列裝置,回答下列問(wèn)題:
足置的稀植酸KKKImol-L-'X溶液
幡拈酸NaCI溶液100ml.
裝置A裝置B裝置C裝置D裝置E
(1)裝置B中PbO?上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為。
(2)裝置A中總反應(yīng)的離子方程式為。
(3)裝置D中總反應(yīng)的離子方程式為。
(4)若裝置E的目的是在Cu材料上鍍銀,則X為,極板N的材料為。
(5)當(dāng)裝置A中Cu電極質(zhì)量改變6.4g時(shí),裝置D中產(chǎn)生的氣體體積為一L(標(biāo)準(zhǔn)狀況
下)。
24."9有機(jī)物Y是一種治療心血管和高血壓的藥物,某研究小組以甲苯、乙
T
a
烯等物質(zhì)為主要原料,通過(guò)以下路線合成:
已知:RX+NaCN——?RCN叱。蟲;RCOOH
請(qǐng)回答:
(1)Y的化學(xué)式為
(2)寫出化合物H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________o
(3)下列說(shuō)法不正確的是。
A.B的一氯代物有三種
B.反應(yīng)①②③④均屬于取代反應(yīng)
C.化合物G-Y的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,涉及的反應(yīng)類型有取代反應(yīng)、加成反應(yīng)
D.反應(yīng)①的試劑與條件為Cb/光照
E.化合物E能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
(4)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式____________o
(5)芳香族化合物M是B的同分異構(gòu)體,M含有二個(gè)六元環(huán)(且兩個(gè)二元環(huán)共用兩個(gè)相鄰
的碳原子),則M可能的結(jié)構(gòu)有。(任寫兩種)
(6)已知一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基是不穩(wěn)定的,會(huì)脫水轉(zhuǎn)化為鍛基。:
25.工業(yè)上用以下流程從銅沉淀渣中回收銅、硒、硫等物質(zhì)。某銅沉淀渣,其主要成分如
表。沉淀渣中除含有銅(Cu)、硒(Se)、碎(Te)外,還含有少量稀貴金屬,主要物質(zhì)為Cu、
Cu?Se和Cu2Teo某銅沉淀渣的主要元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下:
AuAgPtCuSeTe
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)0.040.760.8343.4717.349.23
⑴I6S、34Se、52Te為同主族元素,其中34Se在元素周期表中的位置
其中銅、硒、確的主要回收流程如下:
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