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CO2是重要的化工原料,也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可...

CO2是重要的化工原料,也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。

完成下列计算:

(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3NH4HCO3很容易分解。2.00mol NH4HCO3完全分解,分解产物经干燥后的体积为_________L(标准状况)

(2)H2中含有2.40 molCO2,该混合气体通入2.00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应,该NaOH溶液的浓度为_______

(3)CO2KO2有下列反应:

4KO2+2CO22K2CO3+3O2

4KO2+4CO2+2H2O4KHCO3+3O2

9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 molO2,则反应前密封舱内H2O的量应该是多少?列式计算。

(4)甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料:CH4+H2OCO+3H2

已知:CO+2H2CH3OH   CO2+3H2CH3OH+H2O

300 mol CH4完全反应后的产物中,加入100 mol CO2后合成甲醇。若获得甲醇350 mol,残留氢气120 mol,计算CO2的转化率。

 

(1)89.6 (2)2.4 mol/L≥c≥1.2 mol/L (3) n(H2O)=(9/6)×2=3(mol) (4)300 mol CH4完全反应产生H2 900mol 设CO2转化率为α,CO转化率为β 300β+100α=350 600β+300α=900-120 α=80% 或设CO2转化率为α 900−350×2−100α=120 α=80/100=80% 【解析】 试题分析: (1)碳酸氢铵分解的化学方程式为:NH4HCO3H2O+NH3↑+CO2↑,从方程式可以看出,分解产物经干燥后,所得气体为NH3和CO2,且n(NH3)+ n(CO2)=2n(NH4HCO3)=2×2.00mol=4.00mol,则V(混合气体)=4.00mol×22.4L/mol=89.6L,即分解产物经干燥后的体积为89.6L。 (2)根据题意要求,2.40 molCO2被完全吸收,NaOH也完全反应,则反应的产物可能是Na2CO3(此时NaOH的浓度最大)或NaHCO3(此时NaOH的浓度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物。用极值思想分析两个特殊情况: ①CO2+NaOH=NaHCO3,n(NaOH)= n(CO2)=2.40mol,则c(NaOH)==1.20mol/L; ②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,n(NaOH)=2n(CO2)=4.80mol,则c(NaOH)==2.40mol/L; 综合(1)、(2)可知,NaOH溶液的浓度应该为1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L。 (3)法一: 依题意,9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,即n(CO2)∶n(O2)=1∶1,通过观察题给两个方程式可知,当把两个方程式相加时正好符合题目要求: 8KO2+6CO2+2H2O→2K2CO3+4KHCO3+6O2 所以有n(H2O)=n(CO2)=×9mol=3mol,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。 法二: 设反应前密封舱内H2O的物质的量为n 4KO2 + 4CO2 + 2H2O → 4KHCO3 + 3O2 2nn 1.5n 4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2 9-2n 1.5(9-2n) 根据题意生成氧气9mol,所以有1.5n+ 1.5(9-2n)=9mol,解得n=3mol,即反应前密封舱内 H2O的物质的量为3mol。 (4)法一: CH4+ H2OCO + 3H2 300mol 300mol 900mol 设CO2的转化率为α,CO的转化率为β CO + 2H2CH3OH CO2 + 3H2CH3OH + H2O 300βmol 600βmol 300βmol 100αmol 300αmol 100αmol 根据题意,共生成350mol甲醇,所以有300βmol+100αmol=350mol-------①式 根据题意,反应后残留氢气120mol,则实际参加反应的氢气为900mol-120 mol,所以有 600βmol+300αmol=900mol-120 mol--------②式 由①②式可得α=0.8,即CO2的转化率为80%。 法二: 在合成甲醇的反应中,氢元素在生成物中有两种存在形式,一是存在于甲醇中,二是存在于水中,设CO2的转化率为α CH4 + H2O CO + 3H2 300mol 900mol CO2 + 3H2 CH3OH + H2O 100αmol 100αmol 根据题意,反应后残留氢气120mol,则实际参加反应的氢气为900mol-120 mol,根据反应中氢元素的守恒可有:900mol-120mol=350mol×2+100αmol,解得α=0.8,即CO2的转化率为80%。 【考点定位】根据化学方程式的计算;物质的量、气体体积、物质的量浓度的转化关系;极值思想、守恒思想的运用。 【名师点睛】 根据化学方程式的计算,多以物质的量为核心,考查物质的量、阿伏加德罗常数、物质的量浓度、物质的质量、摩尔质量、气体的体积、气体摩尔体积等相关物理量的转化关系,以及反应物的转化率或产物的产率的计算,同时还可以融入多种化学解题思想,比如极值法、差量法、守恒法、讨论法、特殊值法等,是历来高考的重点内容。例如第50题考查了物质的量与气体体积的转化关系;第51题考查了物质的量与物质的量浓度的转化关系,同时也考查了极值思想的应用;第53题可根据元素守恒思想列出关系式求解。根据化学方程式计算时一定要准确找出相关物质之间的计量数关系,如果有一种反应物过量,则应根据量少的反应物来进行计算;如果涉及多步反应,可以根据几个化学方程式找出有关物质的关系式进行计算,使计算简化;如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算;如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。  
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M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):

完成下列填空:

(1)反应的反应类型是____________。反应的反应条件是_____________

(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为___________

(3)已知B能发生银镜反应。由反应、反应说明:在该条件下,_______________

(4)写出结构简式。C________________    M________________

(5)D1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式。_____________

(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。____________

不含羰基含有3种不同化学环境的氢原子

已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。

 

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异戊二烯是重要的有机化工原料,其结构简式为CH2=C(CH3)CH=CH2

完成下列填空:

(1)化合物X与异戊二烯具有相同的分子式,与Br2/CCl4反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷。X的结构简式为_______________

(2)异戊二烯的一种制备方法如下图所示:

A能发生的反应有___________。(填反应类型)

B的结构简式为______________

(3)设计一条由异戊二烯制得有机合成中间体的合成路线。

(合成路线常用的表示方式为:

 

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半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是H2COCO2N2H2Og)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。

完成下列填空:

(1)半水煤气含有少量硫化氢。将半水煤气样品通入____溶液中(填写试剂名称),出现_______,可以证明有硫化氢存在。

(2)半水煤气在铜催化下实现CO变换:CO+H2OCO2+H2

若半水煤气中V(H2):V(CO):V(N2)=382822,经CO变换后的气体中:V(H2):V(N2)=____________

(3)碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知:

 

Na2CO3

K2CO3

20碱液最高浓度(mol/L

2.0

8.0

碱的价格(元/kg

1.25

9.80

 

若选择Na2CO3碱液作吸收液,其优点是__________;缺点是____________。如果选择K2CO3碱液作吸收液,用什么方法可以降低成本?

___________________________________________

写出这种方法涉及的化学反应方程式。_______________________

(4)以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。

取一定体积(标准状况)的半水煤气,经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。

①选用合适的无机试剂分别填入方框中。

②该实验方案中,步骤Ⅰ、Ⅱ的目的是:_________________。

③该实验方案中,步骤________(选填)可以确定半水煤气中H2的体积分数。

 

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乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。

完成下列填空:

(1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是______________。加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是_______________;浓硫酸用量又不能过多,原因是____________

(2)饱和Na2CO3溶液的作用是___________、_____________、_____________。

(3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,_________________,然后分液。

(4)若用b装置制备乙酸乙酯,其缺点有____________________。由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是________,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______________

 

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随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。

完成下列填空:

(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:

CO2g+4H2gCH4g+2H2Og

已知H2的体积分数随温度升高而增加。

若温度从300升至400,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填增大减小不变

v

v

平衡常数K

转化率α

 

 

 

 

(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:

 

[CO2]/mol·L-1

[H2]/mol·L-1

[CH4]/mol·L-1

[H2O]/mol·L-1

平衡

a

b

c

d

平衡

m

n

x

y

abcdmnxy之间的关系式为_________

(3)碳酸:H2CO3Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×10-11

草酸:H2C2O4Ki1=5.9×10-2Ki2=6.4×10-5

0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(选填大于小于等于

等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是___________

若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。(选填编号)

a.[H+][HC2O4-][HCO3-][CO32-]            

B.[HCO3-][HC2O4-][C2O42-][CO32-]

c[H+][HC2O4-][C2O42-][CO32-]           

D.[H2CO3] [HCO3-][HC2O4-][CO32-]

(4)人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++ HCO3- H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。

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