• 1、

    CO2的分离回收和资源化利用具有重要意义。

    Ⅰ.CO2的分离回收

    乙醇胺类水溶液对CO2气体具有优良的吸收性能。在20~40℃条件下,单乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐,升温至较高温度可实现吸收剂的再生。在吸收过程中,部分单乙醇胺会与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐,对设备有强腐蚀性。N-甲基二乙醇胺CH3NCH2CH2OH2水溶液吸收CO2时,生成氨基碳酸氢盐,较低温度即可实现吸收剂再生。

    (1)单乙醇胺水溶液吸收CO2生成单乙醇氨基碳酸盐的反应是(填“吸热”或“放热”)反应。

    (2)利用20%单乙醇胺水溶液吸收CO2 , 测得高于40℃时,单乙醇胺水溶液吸收CO2的吸收率随温度升高呈现下降趋势,其主要原因是

    (3)单乙醇胺与CO2反应生成单乙醇氨基甲酸盐,该过程分两步进行:

    HOCH2CH2NH2CO2XHOCH2CH2NH2Y(单乙醇氨基甲酸盐)

    其中第①步反应类型为

    (4)与N-甲基二乙醇胺相比,单乙醇胺作为CO2吸收剂的缺点是

    Ⅱ.CO2的资源化利用

    某研究团队使用催化二氧化碳加氢制甲醇。

    (5)反应选择性研究。将一定比例CO2H2的混合气体匀速通过装有NiCo/γAl2O3催化剂的反应器,测得CO2的转化率和产物的选择性随流动时间的变化如图-1所示,催化剂表面反应随流动时间的变化示意图如图-2所示,甲醇选择性发生变化的原因是

    (6)反应机理研究。中间体CHOOH转化为中间体CHO是反应的决速步骤,表面氢或活性氢参与反应过程中的能量变化和部分中间体结构示意图分别如图-3和图-4所示。更有利于反应进行的氢为(填“表面氢”或“活性氢”),从结构和能量的视角分析其原因是

  • 2、回收镨铁合金抛光废料(含Fe和少量Pr及杂质),可制备Pr6O11和Pr(OH)3。镨铁合金抛光废料经除铁、萃取、反萃取可得PrCl3溶液。Pr的常见化合价为+3和+4。
    (1)、沉淀Pr3+。搅拌下,将一定量的PrCl3溶液与沉淀剂Na2CO3溶液充分反应,过滤得到Pr2(CO3)3·8H2O沉淀,发生反应的化学方程式为。沉淀剂用Na2CO3溶液比用NH4HCO3溶液得到的沉淀颗粒更加致密,可能的原因是
    (2)、Pr6O11的制备和性质。

    ①将Pr2(CO3)3·8H2O置于空气中灼烧,测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。制备Pr6O11最适宜的温度为(写出计算过程)。

    ②将0.5 g Pr6O11加到20 mL30%H2O2酸性溶液中产生大量气泡,反应后镨元素仅以Pr3+的形式存在。该反应的离子方程式为

    (3)、Pr(OH)3的制备。

    用萃取剂P507[(HA)2]萃取Pr3+的原理:Pr3++3HA2反萃取萃取3H++Pr[(HA2]3(有机层)。

    已知:①P507对Pr3+和Fe3+、Fe2+都有萃取作用,对杂质离子无萃取作用。

    ②Pr3+开始沉淀的pH为8,Fe3+完全沉淀的pH为3.7,Fe2+完全沉淀的pH为9.7。为获得较高纯度Pr(OH)3 , 请补充完整实验方案:将一定量镨铁合金抛光废料加到稀盐酸中, , 浓缩后得PrCl3溶液,向溶液中滴加1.0 mol·L-1NaOH溶液至不再产生沉淀,过滤,用蒸馏水洗涤,将固体干燥,得到Pr(OH)3。(须选用的试剂和仪器:1.0 mol·L-1HCl溶液、1.0 mol·L-1NaOH溶液、1.0 mol·L-1 H2O2溶液、P507、分液漏斗)。

  • 3、有机化合物G()是天然抗肿瘤药物长春碱的重要结构片段,其合成路线如下:

    已知:

           ②

    (1)、化合物G中的含氧官能团名称为
    (2)、B→C的反应类型为
    (3)、A→B的反应中需控制A稍过量以防止产生有机副产物,该副产物的结构简式为
    (4)、E→F的反应中经历了E加成中间产物Ⅰ加成中间产物Ⅱ消去F,试写出中间产物Ⅱ的结构简式
    (5)、写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:

    该化合物只含有一个苯环。碱性条件下水解后酸化,生成两种有机产物,均含有4种不同化学环境的氢原子,其中一种有机产物能与FeCl3溶液发生显色反应。

    (6)、写出以和乙烯为原料制备的合成路线流程图。(无机试剂和题干流程条件中出现的有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
  • 4、

    实验室以黄铜矿(主要含有CuFeS2)为原料可制取草酸铜(CuC2O4),草酸铜可用于制备纳米材料、复合材料等。

    已知:Cu(OH)2的分解温度为185℃,CuCO3的分解温度为200℃。

    Ⅰ.CuFeS2的晶胞结构

    (1) CuFeS2的一种晶体晶胞结构如图所示(其中S原子均位于晶胞内部),该CuFeS2晶体的一个晶胞中Cu的数目为。在答题卡的图中用“——”将Cu原子(图示中的A)与其紧邻的S原子连接起来

    Ⅱ.黄铜矿浸取法制取硫酸铜

    在酸性、有氧条件下,某种细菌能催化转化成硫酸盐的反应。

    (2)该反应的离子方程式为 , 生成的Fe2(SO4)3又可将CuFeS2氧化。

    (3)Ag+对上述过程有催化作用。其它条件相同,浸出时间为15天,不同Ag+浓度对铜元素浸出率的影响如图所示,Ag+浓度从5mg/L上升到7mg/L阶段铜元素浸出率下降的原因是

    Ⅲ.草酸铜的制取及应用

    (4)将上述黄铜矿浸出液分离提纯,得到的硫酸铜溶液与草酸反应可制备CuC2O4 , 反应的离子方程式为Cu2++H2C2O4CuC2O4+2H+ , 常温下该反应的平衡常数是300,则Ksp CuC2O4=。(已知:常温下,Ka1H2C2O4=5.6×102Ka2H2C2O4=1.5×104

    (5)将CuC2O4固体在350℃加热至恒重制取纳米CuO。

    ①X射线衍射实验发现得到的纳米CuO不纯。混有的杂质可能是

    ②纳米金属氧化物是常用的催化剂,若其表面出现氧空位,可以提高其催化性能。将纳米CuO加热到高温用无水乙醇淬火处理,得到富含氧空位的氧化铜,该过程能得到富含氧空位的CuO的原因是

  • 5、工业尾气中含有CO和SO2 , 可将尾气通过催化剂进行处理,发生以下反应:

    2SO2g+4COgS2g+4CO2g   ΔH1

    SO2g+3COgCOSg+2CO2g   ΔH2<0

    600~1000K范围内,SO2平衡转化率接近100%。其他条件相同,不同温度下,S2、COS平衡产率和10min时S2实际产率如图所示。下列说法正确的是

    A、一定存在ΔH1>0 B、升高温度,S2平衡产率上升的可能原因是反应物浓度增大对平衡的影响超过温度升高的影响 C、900K,10min后继续反应足够长时间,S2实际产率的变化趋势可能为先增大后保持不变 D、用该方法处理工业尾气回收单质硫(S2),反应的温度越高越好
  • 6、室温下,通过下列实验制备少量NaHCO3并探究其性质。

    实验1:测得100mL14mol·L-1氨水的pH约为12;

    实验2:向上述氨水中加入NaCl至饱和,通足量CO2 , 经过滤、洗涤、干燥得到NaHCO3固体;

    实验3:配制100mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液,测得溶液pH为8.0;

    实验4:向2mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液中滴加几滴0.1mol·L-1BaOH2溶液,产生白色沉淀。

    下列说法正确的是

    A、依据实验1推测:KbNH3H2O7×1026 B、实验2所得滤液中存在:cNH4++cH++cNa+=cCl+cOH C、实验3的溶液中存在:cCO32cH2CO3=9.9×107mol·L-1 D、实验4发生反应的离子方程式:2HCO3+Ba2++2OH=BaCO3+CO32+2H2O
  • 7、室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是

    选项

    实验过程及现象

    实验结论

    A

    向2mL0.1mol·L-1FeCl2溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去

    Fe2+具有还原性

    B

    取2mL0.1mol·L-1KI溶液于试管中,加入0.5mL0.1mol·L-1FeCl3溶液,充分反应后滴入几滴KSCN溶液,溶液变成红色

    KI与FeCl3溶液的反应有一定限度

    C

    用pH试纸分别测CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH,CH3COONa溶液的pH大

    KaCH3COOH<KaHNO2

    D

    向2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液中先滴加4滴0.1mol·L-1KCl溶液,再滴加4滴0.1mol·L-1KI溶液,先产生白色沉淀,后产生黄色沉淀

    KspAgI<KspAgCl

    A、A B、B C、C D、D
  • 8、丹参醇是存在于丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:

    下列说法正确的是

    A、X分子中所有碳原子可能共平面 B、Y与Br2发生加成反应最多可生成3种有机产物 C、丹参醇能发生加成、取代、氧化和消去反应 D、Y与丹参醇分子中均含有1个手性碳原子
  • 9、阅读下列材料,完成下面小题:

    C、Si及其化合物应用广泛。CH4具有较大的燃烧热(890.3kJ·mol-1),常用作燃料;工业上可用CH4H2O反应生产H2CH4g+H2OgCOg+3H2g   ΔH=+161.1kJ·mol-1;用焦炭还原SiO2可制得粗硅,再发生两步反应可制得精硅:Sis+3HClgSiHCl3g+H2gSiHCl3g+H2gSis+3HClg , 反应过程中可能会生成SiCl4;硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,是一种矿黏合剂,通入CO2生成H2SiO3沉淀。

    (1)、下列说法正确的是
    A、1mol晶体硅中含有2molSiSi B、金刚石与石墨中碳碳键的夹角都为109°28' C、CH4SiHCl3SiCl4分子的空间构型均为正四面体 D、CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2
    (2)、下列化学反应表示正确的是
    A、制粗硅的化学方程式:SiO2+2CSi+2CO B、甲烷-空气碱性燃料电池正极反应式:CH48e+10OH=CO32+7H2O C、甲烷燃烧的热化学方程式:CH4g+2O2g=CO2g+2H2Og   ΔH=890.3kJ·mol-1 D、硅酸钠溶液中通入过量CO2反应的离子方程式:SiO32+CO2+H2O=CO32+H2SiO3
    (3)、对于反应CH4g+H2OgCOg+3H2g , 下列说法正确的是
    A、反应的平衡常数可表示为K=cCO×c3H2cCH4 B、该反应的反应物总键能小于生成物总键能 C、升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡正向移动 D、其他条件相同,增大nCH4nH2OCH4的转化率下降
  • 10、下列物质的性质与用途具有对应关系的是
    A、SO2有还原性,可用于漂白草编织物 B、浓硫酸有脱水性,可用于干燥某些气体 C、KIO3受热可分解,可用作食盐的碘添加剂 D、ClO2有强氧化性,可用作水体杀菌消毒剂
  • 11、硫磷酸铵NH42H2PO4HSO4具有改良土壤等多种用途,下列说法正确的是
    A、沸点:NH3<PH3 B、电负性大小:χS<χP C、电离能大小:I1O<I1N D、酸性强弱:H2SO4<H3PO4
  • 12、实验室利用下列装置进行Cl2的有关实验,无法达到实验目的的是

    A.制取Cl2

    B.除去Cl2中的HCl

    C.收集Cl2

    D.吸收尾气中的Cl2

    A、A B、B C、C D、D
  • 13、反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可用于检测气体泄漏,下列说法正确的是
    A、NH3为非极性分子 B、中子数为18的氯原子为18Cl C、NH4Cl中既含有离子键又含有共价键 D、N2的电子式为
  • 14、我国科学家研究“嫦娥六号”采集的月球土壤,分析揭示月壤中存在Al2O3SiO2等多种氧化物,其中SiO2属于
    A、酸性氧化物 B、两性氧化物 C、过氧化物 D、金属氧化物
  • 15、碳代硫酸钠可以用以除去自来水中的氯气,在水产养殖上被广泛的应用。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得Na2S2O3。某化学兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O。

    (1)、仪器X的名称是;A中反应的化学方程式为
    (2)、装置B的作用有。(答两点)
    (3)、图中单向阀也可以用以下哪种装置代替?

    a.      b.      c.

    (4)、为保证Na2S2O3的产量,当溶液的pH接近7时,应立即停止通入SO2 , 其原因是
    (5)、已知Na2S2O3脱氯(Cl2)后的溶液呈强酸性,则其脱氯的离子方程式为:
    (6)、《生活饮用水卫生标准》规定,自来水出厂水余氯应在0.3~2毫克/千克之间。若某自来水厂用氯气消毒后的自来水中残余氯气的含量为5.55毫克千克,现用Na2S2O3·5H2O处理该厂自来水中残余氯气,则处理1吨该水厂的自来水至少应加入gNa2S2O3·5H2O才能达到标准。(Na2S2O3·5H2O,M=248g/mol)
  • 16、CO2的重整利用是当下环境保护的研究热点,对减少温室气体的排放具有重大意义。CO2合成甲醇涉及以下三个反应:

    Ⅰ.CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og   ΔH1

    Ⅱ.CO2g+H2gH2Og+COg   ΔH2=+4lkJmol1

    Ⅲ.COg+2H2gCH3OHg   ΔH3=91kJmol1

    (1)、ΔH1(填“>”“=”或“=”)ΔH3 , 反应Ⅲ在(填“高温”“低温”或“任何温度”)可自发进行。
    (2)、在恒容密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是_______(填标号)。
    A、加入催化剂,降低了反应的ΔH , 从而加快了反应速率 B、混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达到平衡 C、反应达平衡时,升高温度,CH3OH的浓度增大 D、平衡时向容器中充入少量惰性气体,甲醇的产率不变
    (3)、在一定条件下,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ,达平衡时CO2的转化率随温度和压强的变化如图所示。温度一定时,压强大小关系是。压强一定时,CO2的平衡转化率先增大后减小的原因可能是

    (4)、在保持压强为200kPa的密闭容器中,分别按投料比nH2:nCO23:14:1通入气体,发生反应Ⅰ和Ⅱ,CO2的平衡转化率αCH3OH的选择性S随温度的变化曲线如图所示。

    已知:αCO2=CO2CO2×100%SCH3OH= CH3OHCO2 CO2×100%

    ①图中的(填“X”或“Y”)代表αCO2

    ②投料比为3:1、温度为300℃时,反应Ⅱ的平衡常数Kp=(结果用分数表示,Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

  • 17、废旧动力电池回收具有重要的意义。某研究小组设计的一种利用废旧磷酸铁锂电池正极材料(含LiFePO4、导电炭黑、铝箔)回收金属化合物的流程如图:

    查阅资料:

    LiFePO4难溶于水和碱性溶液,可溶于酸性溶液。

    ②碳酸锂的溶解度曲线如图所示。

    回答下列问题:

    (1)、“碱浸”时,为加快浸出速率,可采取的措施是(填一条)。
    (2)、“碱浸”步骤中反应得到滤液1的化学方程式为
    (3)、“酸浸”的主要目的是
    (4)、滤渣2的主要成分是。“酸浸”步骤需要控温35~40℃,试分析可能的原因:
    (5)、“一系列操作”包括水浴加热、、洗涤、干燥。
    (6)、吉利公司研发的甲醇汽车,基于甲醇(CH3OH)—空气燃料电池,其工作原理如图:

    甲电极的电极反应式为:

  • 18、氮气是重要的基础化工品,请结合信息回答问题。
    (1)、在尿素合成塔中发生的两步反应依次为:

    2NH3g+CO2gH2NOCONH41 ΔH1=119.2kJmol1(快反应)K1

    H2NCOONH41CONH22s+H2Og   ΔH2=+15.5kJmol1(慢反应)K2

    则合成尿素总反应2NH3g+CO2gCONH22s+H2Og   ΔH3= kJ/mol,总反应平衡常数K=(用含K1K2的代数式表示)。下列图像能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是(填标号);

    (2)、T℃,在2 L的恒容密闭容器中,通入2 mol NH3和1 mol CO2 , 发生反应2NH3g+CO2gCONH22s+H2Og10min时反应刚好达到平衡。测得平衡时压强为起始压强的一半,则:

    ①0~10min的平均反应速率vCO2=molL1min1NH3的平衡转化率为 , 反应的平衡常数K=

    ②能说明上述反应达到平衡状态的是(填标号):

    A.nCO2:nH2O=1:2

    B.尿素的质量不再发生变化

    C.CO2的体积分数保持不变

    D.单位时间内,有3 mol N-H生成的同时有2 mol C=O断裂

    (3)、下图为使用不同催化剂①、②、③时,反应相同时间,容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线,A点(填“是”或“不是”)平衡状态,使用催化剂②温度高于T2℃时nCONH32下降的原因可能是(答出一点即可)。

  • 19、国内某研究小组用CH4H2S重整制氢除H2S。该过程涉及的反应如下

    Ⅰ.2H2SgS2g+2H2g   ΔH>0

    II.S2g+CH4gCS2g+2H2g   ΔH>0

    在恒压P0 kPa下,向容器中按组成为nH2S:nCH4:nAr=1:1:1通入混合气体,测得平衡状态下H2S2的收率和H2S的转化率随温度的变化曲线如下图所示。

    已知:S2的收率=nS2n×100%H2的收率=nH2n×100%

    下列说法正确的是

    A、曲线a表示H2的收率,曲线b表示S2的收率 B、600℃下,H2S2的收率比为3:1 C、从800℃升温到1000℃时,温度对反应Ⅰ的影响大于反应Ⅱ D、维持恒压P0 kPa , 再通入一定量的ArH2S的转化率减小
  • 20、CaSO4s可以消除工业废气中的CO , 其反应为CaSO4s+COgCaOs+CO2g+SO2g。向体积为4 L的恒温恒容密闭容器中加入一定量CaSO4s20molCOg发生反应,起始压强为200 kPa,测得容器内的压强(p)与时间(t)的关系如图所示。在t2时刻,将容器体积瞬间缩小为2 L;到t3时刻达到平衡,此时容器内压强为560 kPa,忽略固体体积对压强的影响。下列说法正确的是

    A、其他条件不变,分离出CO2SO2 , 达到新平衡时cCO2cSO2c(CO)变小 B、若在t3时刻再加入CaSO4s , 则正反应速率一定增大 C、0→t1 min内,用CO的分压表示平均反应速率为100t1kPamin1 D、t3时刻达到平衡时,SO2的分压为260 kPa
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