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甲醇是重要的化工原料,在工业生产上的应用十分广泛。 (1)利用太阳能或生物质能分...

甲醇是重要的化工原料,在工业生产上的应用十分广泛。

(1)利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后可将H2与CO2转化为甲醇。

已知:光催化制氢:2H2O(l)==2H2(g)+O2(g)  ΔH=+571.5 kJ/mol

H2与CO2耦合反应:3H2(g)+CO2(g)==CH3OH(l)+H2O(l)  ΔH=-137.8 kJ/mol

则反应:2H2O(l)+CO2(g) == CH3OH(l)+3/2O2(g)的ΔH           kJ/mol

你认为该方法需要解决的技术问题有          

a. 开发高效光催化剂

b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离,并与CO2耦合催化转化

c. 二氧化碳及水资源的来源供应

(2)工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下(有关数据均为在298 K时测定):

反应I:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)  ΔH1=+92.09kJ/mol,K1=3.92×10-11

反应II:CH3OH(g)+1/2O2(g)HCHO(g)+H2O(g)  ΔH2=-149.73 kJ/mol,K2=4.35×1029

①从原子利用率看,反应(填“I”或“II”。下同)制甲醛的原子利用率更高          。从反应的焓变和平衡常数K值看,反应        制甲醛更有利。(原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。)

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②右图是甲醇制甲醛有关反应的lgK(平衡常数的对数值)随温度T的变化。图中曲线(1)表示        (填“I”或“II”)的反应

(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理,在硝化细菌的作用下将NH4氧化为

NO3(2NH4++3O2=2HNO2+2H2O +2H+;2HNO2 +O2=2HNO3)。然后加入甲醇,甲醇和NO3反应转化为两种无毒气体。

上述方法中,1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为               g。

写出加入甲醇后反应的离子方程式:                           

(4)某溶液中发生反应:A满分5 manfen5.com2B+C,A的反应速率v(A)与时间t的图象如图所示。若溶液的体积为2L,且起始时只加入A物质,下列说法错误的是          

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A.图中阴影部分的面积表示02minA的物质的量浓度的减小值

B.反应开始的前2minA的平均反应速率小于0.375molL-1min-1

C.2min时,A的物质的量减小值介于0.5mol1mol之间

D.2min时,B的物质的量浓度cB)介于1~1.5molL-1之间

 

(1)+719.5 ab(2)①I II②II (3)①4.57②6NO3-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O(4)C 【解析】 试题分析:(1)根据盖斯定律得2H2O(l)+CO2(g) = CH3OH(l)+3/2O2(g)的ΔH=(①×3+②×2)/2,将①②的焓变代入上式中得ΔH=+719.45kJ/mol;利用太阳能或生物质能分解水制H2,需要开发高效光催化剂,使水易在太阳光的作用下分解,同时将光催化制取的H2从反应体系中有效分离,并与CO2耦合催化转化,而二氧化碳及水资源的来源供应不是需要解决的技术问题,答案选ab; (2)①反应物中的原子尽可能的转化为生成物,原子的利用率越高,所以反应I的原子利用率高;反应II的化学平衡常数较大,说明反应进行的彻底程度较大,而且反应II是放热反应,所以从反应的焓变和平衡常数K值看,反应II制甲醛有利;②图中曲线(1)随温度的升高逐渐减小,说明lgK逐渐减小,K也逐渐减小,而对于放热反应来说,温度升高,K值减小,所以曲线(1)表示II的反应。 (3)①根据所给方程式可知2NH4+~4O2~2HNO3,1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为2×32/14=4.57g;②甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体,从元素守恒角度判断无毒气体是氮气和二氧化碳,另一种产物是水,离子方程式为6NO3-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O。 (4)A.速率-时间图像下方所包围图形的面积,代表指定的时间内相应物质的物质的量浓度的变化值。因为A是反应物,在反应过程中其浓度会减小,所以该图中阴影部分的面积表示0~2min内A的物质的量浓度的减小值,A项正确;B.反应开始的前2 min,由图可见反应速度是逐渐变慢的,当速度以直线下降时,平均速率=(0.5+0.25)/2=0.375mol/(L•min),而实际上是下凹曲线,则A的平均反应速率小于0.375mol/(L.min),B项正确;C.至2min时, 物质的量减少值,最大反应速率时,0.5×2×2=2mol,最小反应速率时,0.25×2×2=1mol,A的物质的量减小值介于1mol--2mol之间,C项错误;D.至2min时,最小反应速率时c(B)=2c(A)=2×(0.25×2)=1mol/L, A的平均反应速率接近0.375mol/(L.min)时c(B)=2c(A)=2×(0.375×2)=1.5mol/L,c(B)介于1 mol--1.5 mol之间,D项正确;答案选C。 考点:考查盖斯定律的应用,化学平衡常数,化学图像的分析与判断,离子方程式的书写等知识。  
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考点分析:
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某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为沉淀可能是CuCO3;乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)2;丙同学认为沉淀可能是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。(查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)

Ⅰ.(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子反应方程式为                       

(2) 在探究沉淀成分前,须将沉淀从溶液中通过过滤、洗涤、干燥等步骤分离并净化。

Ⅱ.请用下图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分是何种成分。

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(3)B中试剂为               

(4)能证明生成物中有CuCO3的实验现象是                  

Ⅲ.若CuCO3和Cu(OH)2 两者都有,还可利用下列装置通过实验测定其组成。

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(5)各装置连接顺序为 e→f→                →j。(填字母序号)

(6)装置C中碱石灰的作用是                ,实验开始和结束时都要通入足量的空气,请说明结束时通入足量空气的作用是                  

(7)若沉淀样品的质量为m克,装置B质量增加了n克,则样品中CuCO3的质量分数为              

 

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丹参酮ⅡA是一种治疗心血管疾病的药物,其中的一种合成路线如下:

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(1)丹参酮ⅡA中含氧官能团为                         (写名称)。

(2)试剂X的分子式为C5H11N,则X的结构简式为                         

(3)A→B的反应可分为两步其反应类型依次为                         

(4)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:                 

Ⅰ.能发生银镜反应,不含有碳碳三键。

Ⅱ.分子中除苯环外不含其它环状结构,分子中含有4种不同化学环境的氢

(5)写出以CH3CH=CHCH3和CH2=CHCHO为原料制备满分5 manfen5.com的合成路线流程图(无机试剂可任选)。合成路线流程图示例如下:

CH3CHO满分5 manfen5.comCH3COOH满分5 manfen5.comCH3COOCH2CH2

 

 

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聚合硫酸铁铝(PFAS)是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)为铁源,粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为铝源,制备PFAS的工艺流程如下:满分5 manfen5.com

(1)“碱溶”时,粉煤灰发生反应的化学方程式为_____________________________

(2)“酸溶Ⅱ”时,Fe3O4发生反应的离子方程式为______________________________

(3)“滤渣Ⅰ”、“滤渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是__________________________

(4)“氧化”时应控制温度不超过57 ℃,其原因是_____________________________

(5)“氧化”时若用MnO2代替H2O2,发生反应的离子方程式是____________________

 

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向一定量的Fe,FeO,Fe2O3,Fe3O4的混合溶液中,加入150mL 4mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,并放出标准状况下NO气体2.24L,往所得溶液中加KSCN溶液,无红色出现。若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的该混合物,所得铁的物质的量可能为

A.无法计算确定        B.0.50mol         C.0.25mol         D.0.60mol

 

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在20L的密闭容器中按物质的量之比12充入CO和H2,发生:CO(g)+2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)△H。测得平衡时CO的转化率随温度及不同压强下的变化。P2和195℃时n(H2)随时间的变化结果如表格所示。下列说法正确的是

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A.0~3 min,平均速率v(CH3OH)=0.8 mol•L-1•min-1

B. P1<P2,△H<0

C.在P2及195℃时,该反应的平衡常数为25

D.在B点时,v(正)>v(逆)

 

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