甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ。CH4的转化率与温度、压强的关系如下图。
①已知100 ℃压强为p1时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的p1 p2(填“<”“>”或“="”),100" ℃压强为p2时平衡常数为 。
③该反应的ΔH 0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,将a mol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0 ……Ⅱ
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是( )
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验表格中。
A.下表中剩余的实验条件数据:a= ;b=
。
B.根据反应Ⅱ的特点,下图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强px= MPa。
| 实验编号 |
T/℃ |
n(CO)/n(H2) |
p/MPa |
| 1 |
150 |
1/3 |
0.1 |
| 2 |
a |
1/3 |
5 |
| 3 |
350 |
b |
5 |
汽车尾气中含有NOx、CO及碳氢化合物，直接排入空气会造成大气污染，某研究性学习小组拟探究汽车尾气相关问题，请你参与并回答问题。
(1)有人建议汽车尾气中的CO，可用加入催化剂催化热分解的方法消除。已知热分解反应
CO(g)＝c(s)＋O2(g)的△H＝＋110.5kJ/mol，△S＝－0.089kJ·mol－1．K－1，这一方案理论上是否可行，____________(选填：“可行”或“不可行”)。
(2)有人提议在一定的条件下使NO、CO两种气体反应转变为N2和CO2，其方程式可表示为：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) △H=－373.4kJ／mol．△S<0，又知该反应的平衡常数极大，常温下反应速率极小。
①上述反应的平衡常数表达式为：_________________________。
②下列有关说法正确的是_____________________________
A．减少CO和NO浓度的有效方法是加长汽车尾气排气管的长度
B．提高NO及CO转化率的有效方法是低温催化
C．汽车尾气中的NO主要是由于石油中含有大量的氮元素
D．使用催化剂，在适当温度和压力下有利干提高上述反应转化效率
(3)测定汽车尾气中NO，NO2的方法之一，用3％的H2o2溶液吸收生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定。若要确定尾气中NO，NO2体积分数总和，所需的数据有___________(选填序号)。
A．气体样品的体积 B．NaOH标准溶液的浓度及所消耗的体积
C．从滴定开始到指示剂变色所需的时间 D．两种氮氧化物的体积比
有①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩十种元素，原子序数依次增大，⑨、⑩处于第四周期，其余均为短周期元素。
(1)若②、⑦、⑧三种元素在周期表中相对位置如下：
| ② |
|
|
|
| |
|
⑦ |
⑧ |
②与⑦、②与⑧形成的液体化合物是常见的重要溶剂，则②、⑦、⑧三种元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是：_________________________________(用化学式表示)。
|
|
(2)若甲、乙、丙、丁、戊均为上述八种短周期元素中的某些元索组成的单质或由其中两种元素组成的化合物，且甲、戊为无色气体，反应a为置
换反应，反应b为化合反应。见右图示转化关系推测：
戊可能为：__________________、___________________(列举合适的两例)。
若甲是O2、乙是N2H4，反应a是在强碱性溶液中进行的的原电池反应，则负极发生的电极反应式为：_______________________________________。
(3)若右下图中A、B、C、D、E分别是上述10种元素中的某些元素组成的单质或其中两种元素组成的化合物．已知：A是常见的金属
单质，反应C为置换反应类型。
若反应c是用A作电极，在B的水溶液中进
行电解反应，它们有如右图示转化关系。则反
应d中阴极的电极反应式为：________________________________________
若反应c是在高温下进行的，且为工业上有重要应用价值的放热反应，当物质C是一种两性化合物，则反应c的化学方程式为：________________________________________
1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：
CH2=CH2
HOCH2CH2CHO
HOCH2CH2CH2OH
⑴通过反应①用乙烯和空气混合气体制备，测得反应前和某一时刻气体的体积分数如下表。
| |
C2H4 |
O2 |
N2 |
 |
| 反应前体积分数 |
25.0% |
15.0% |
60.0% |
0 |
| 某一时刻体积分数 |
5.56% |
5.54% |
66.7% |
22.2% |
计算此时乙烯的转化率。
⑵某化工厂已购得乙烯14t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：
C+H2O
CO+H2 CH4+H2OCO+3H2
假设在生产过程中，反应②中CO和H2、反应③中H2均过量20%，且反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。
计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？
苹果酸广泛存在于水果肉中，是一种常用的食品添加剂。1mol苹果酸能中和2molNaOH、能与足量的Na反应生成1.5mol的H2。质谱分析测得苹果酸的相对分子质量为134，李比希法分析得知苹果酸中ω(C)＝35.82％、ω(H)＝4.48％、ω(O)＝59.70％，核磁共振氢谱显示苹果酸中存在5种不同环境的H原子。
苹果酸的人工合成线路如下：
已知：
 |
①
②
⑴写出苹果酸的结构简式 ▲ 。
⑵C→D这一步反应的目的是 ▲ ；由D生成E的化学方程式为 ▲ 。
⑶上述合成线路中，涉及到的加成反应共有 ▲ 步。
⑷苹果酸消去一分子水后的产物与乙二醇发生缩聚反应，生成的高分子化合物可用于制造玻璃钢。写出生成的该高分子化合物反应的化学方程式 ▲ 。
江苏拥有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个巨大的物质宝库。目前世界各国都在研究如何充分利用海洋资源。
⑴如右图所示，在电场中利用膜技术（阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）淡化海水，该方法称为电渗析法。
①图中膜a应选用 ▲ 膜。
②电渗析法还可用来处理电镀废液，写出用该方法处理含硝酸银废液时所发生反应的化学方程式 ▲ 。
⑵海水中的氘（含HDO 0.03‰）发生聚变的能量，足以保证人类上亿年的能源消费，工业上可采用“硫化氢—水双温交换法”富集HDO。其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四种物质，在25℃和100℃两种不同的温度下发生的两个不同反应得到较高浓度的HDO。
①从物质的微粒构成看，H2O、HDO的不同点是 ▲ 。
②右图为“硫化氢—水双温交换法”所发生的两个反应中涉及的四种物质在反应体系中的物质的量随温度的变化曲线。写出100℃时所发生反应的化学方程式 ▲ ；工业上富集HDO的生产过程中，可以循环利用的一种物质是 ▲ 。
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