某有机物A有C、H、O三种元素组成,其蒸气密度是相同条件下的氢气密度的60倍,0.1molA在足量的氧气中充分燃烧后生成0.8molCO2和7.2克H2O;A可以发生银镜反应,其苯环上的一卤代物有三种。
(1)A中含氧官能团的名称是 ,A的结构简式为 。
已知Ⅰ.
Ⅱ.
现有如下转化关系:,其中D能使溴的四氯化碳溶液褪色,F继续被氧化成G,G 的相对分子质量为90。
(2)C可能发生的化学性质有 (填选项)
A、能与氢气发生加成反应 B、能在碱性溶液中发生水解反应
C、能与甲酸发生酯化反应 D、能与Ag(NH3)2OH发生银镜反应 E、能与氢氧化钠溶液反应
(3)C→D的反应类型为 ,G与足量小苏打溶液反应的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体有多种,写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式: ___________
①属于酯类化合物
②遇三氯化铁溶液显紫色
③与新制氢氧化铜悬浊液共热可生成红色沉淀
④苯环上的一卤代物只有一种
(5)聚乳酸产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,是理想的绿色高分子材料。请写出以2---丁烯(CH3CH=CHCH3)为原料制备聚乳酸的合成路线流程图(无机试剂任选用)。
合成路线流程图示例如下。
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“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 。
已知: ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1
② C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下左图:
①在其他条件不变时,请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图。
②某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 ;
A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3 C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢 气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ;
A. 正反应速率先增大后减小
B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值增大
D. 反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度减小
F. 氢气的转化率减小
(3)最近科学家再次提出“绿色化学”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池,写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式__ 。以此燃料电池作为外接电源按图所示电解硫酸铜溶液,如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是 ;若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入 (填物质名称),其质量约为 g。
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随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金维生素”。工业上回收废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2)中钒的主要流程如下:
已知:(1)V2O5和NH4VO3均为难溶物,VOSO4和(VO2)2SO4均为易溶物。
(2) 2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑+ 2H2O
回答下列问题:
(1)步骤①前,粉碎的目的是_________________________。
(2)步骤②中发生反应的离子方程式为__________________________。
(3)步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂):
VOSO4 (水层)+ 2HA(有机层)VOA2(有机层)+ H2SO4(水层),则步骤④中可选择硫酸作反萃取的原因是_____________。
(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定操作⑤后溶液中含钒量的步骤为:取10.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液于锥形瓶中,加入指标剂,将待测液盛放在滴定管中,滴定到终点时,消耗待测液的体积为10.0mL,由此可知(VO2)2SO4溶液钒元素的含量为_________g/L。
(5)V2O5可用金属(如Ca、Al)热还原法获得钒,则金属铝热还原制得钒的化学方程式为_______________。
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I.已知:反应①H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH= —184 kJ/mol
②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH= —115.6 kJ/mol
请回答:
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式________
(2)断开1 mol H—O 键所需能量约为________kJ。
II.实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为: ,它所对应的化学方程式为:________。________
(2)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K=0.5, 则400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)正 ________V(N2)逆(填:>、<、=、不能确定)。欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可采取的正确措施是________(填序号)
A.缩小体积增大压强 B.升高温度 C.加催化剂 D.使氨气液化移走
(3)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:A(g) + 3B(g) 2C(g) + D(s) ΔH,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/K | 300 | 400 | 500 | … |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | K1 | … |
请完成下列问题:
①判断该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)
②在一定条件下,能判断该反应一定达化学平衡状态的是________(填序号)。
A.3v(B)(正)=2v(C)(逆) B.A和B的转化率相等
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
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I.设反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。
反应②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,
在不同温度下,K1、K2的值如下:
T(K) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.36 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
(1)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),这是一个________(填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有________(填序号)。
A.缩小反应容器容积
B.扩大反应容器容积
C.降低温度
D.升高温度
E.使用合适的催化剂
F.设法减少CO的量
(2)若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率________ (填序号)
A.前者大 B.后者大 C.一样大 D.无法判断
II.(1)水的电离平衡曲线如图所示,若A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度,B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则100℃时1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)=________mol·L-1,KW(25℃)________KW(100℃)(填“>”、“<”或“=”)。25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量NH4HCO3固体,对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)。
(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的量。已知如表数据。
化学式 | 电离平衡常数(25℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
①25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为____________。
②25 ℃时,相同浓度、相同体积的CH3COOH溶液和NaOH溶液混合, 则混合溶液中c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”、“<”或“=”)
③向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为_______________________________。
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某有机物A在一定条件下的转化关系如图所示,
其中两分子E生成环状化合物F,D的结构简式为
回答下列问题:
(1)写出反应类型:①________,②________(每空2分)。
(2)写出有机物C、F的结构简式:________ 、________(每空2分)。
(3)写出下列化学方程式:A—B:,E—G:________(每空2分)。
(4)C的同分异构体有多种,其中属于苯的二取代物,且既能有银镜反应,遇FeCl3溶液又能呈紫色的同分异构体有________种,请写出其中任意一种的结构简式:________。
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工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42—等杂质,提纯工艺线路如图所示:
Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:
Ⅱ.有关物质的溶度积如下
物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(0H)2 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 4.96×10-9 | 6.82×10-6 | 4.68×10-6 | 5.61×10-12 | 2.64×10-39 |
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液时,反应的离子方程式为________。向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):c(Fe3+)=________。
(2)“母液”中除了含有Na+、CO32—外,还含有________等离子。
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行:________(填“可行”或“不可行”),并说明理由:________ 。
(4)已知:Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g)=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) =+473.63 kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式:________。
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由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图的转化关系,已知C为密度最小的气体,甲为非电解质。
根据以上转化关系回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A ________B________丁________。
(2)元素A在周期表中的位置是________,写出甲的一 种用途________。
(3)写出下列变化的方程式:
A与NaOH溶液反应的化学方程式
乙与过量CO2反应的离子方程式________
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(12分)(Ⅰ)硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)已知:重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
①BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g) △H=+ 571.2 kJ・mol—1
②BaS(s)=Ba(s)+S(s) △H=+460 kJ・mol—1
已知:③2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H= -221 kJ・mol—1
则:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) △H= 。
(Ⅱ)污染与环境保护已经成为现在我国最热门的一个课题,污染分为空气污染,水污染,土壤污染等。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施就洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (选填序号)。
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)为了减少空气中的CO2,目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用,捕碳剂常用(NH4)2CO3,反应为:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)=2NH4HCO3 (aq) ΔH3为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,其关系如图
则:
①△H3 0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T4~T5这个温度区间,容器内CO2气体浓度变化趋势的原因是: 。
(3)催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则反应离子方程式为: 。
②电化学降解NO3-的原理如图,阴极反应式为: 。
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PTT是近几年来迅速发展起来的新型热塑性聚酯材料,具有优异性能,能作为工程塑料、纺织纤维和地毯等材料而得到广泛应用。其合成路线可设计为:
其中A、B、C均为链状化合物,A能发生银镜反应,C中不含甲基,1mol C可与足量钠反应生成22.4 L H2(标准状况)。请回答下列问题:
(1)A中所含官能团的名称为________________________________________________________ ________,B的结构简式为________________________________________________ ________。
(2)由物质C与D反应生成PTT的化学方程式为________________________________________________________ ,
反应类型为________________________________________________ ________。
(3)分子式为C4H6O与A互为同系物的同分异构体有________________________________________________________________ 种。
(4)请写出以CH2=CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
已知:
(合成路线常用的表示方式为:AB……目标产物)
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