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【题目】
近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:
(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(300℃)____________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=____________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+
Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCI的转化率的方法是______________。(写出2种)
(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:
负极区发生的反应有____________________(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气__________L(标准状况)
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【题目】乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
水杨酸 | 醋酸酐 | 乙酰水杨酸 | |
熔点/℃ | 157~159 | -72~-74 | 135~138 |
相对密度/(g·cm﹣3) | 1.44 | 1.10 | 1.35 |
相对分子质量 | 138 | 102 | 180 |
实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作.
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用__________加热。(填标号)
A.热水浴 B.酒精灯 C.煤气灯 D.电炉
(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有________(填标号),不需使用的_______________________(填名称)。
(3)①中需使用冷水,目的是______________________________________。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是_________________________________,以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为____________。
(6)本实验的产率是_________%。
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【题目】对于1L H2SO4和HNO3的混合溶液,若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2mol/L,则理论上最多能溶解铜的物质的量为
A. 0.40mol B. 0.45mol C. 0.72mol D. 0.80mol
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【题目】已知甲、乙、丙、X是四种中学化学中常见的物质,其转化关系如图所示.则甲和X不可能是( )
A. 甲为C,X为O2 B. 甲为SO2,X为NaOH溶液
C. 甲为Fe,X为Cl2 D. 甲为AlCl3,X为NaOH溶液
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【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMn时,z=___________。
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【题目】为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
A. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)
C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)
D. 放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区
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【题目】离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是
A. 经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
B. 水中的 、
、Cl通过阴离子树脂后被除去
C. 通过净化处理后,水的导电性降低
D. 阴离子树脂填充段存在反应H++OHH2O
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【题目】一定温度下,把2.5 mol A和2.5 mol B混合盛入容积为2 L的密闭容器里,发生如下反应:3A(g)+B(s)x C(g)+2D(g),经5 s反应达平衡,在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1,同时生成1 mol D,下列叙述中不正确的是
A. 反应达到平衡状态时A的转化率为60%
B. x=4
C. 反应达到平衡状态时,相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比为6∶5
D. 若混合气体的密度不再变化,则该可逆反应达到化学平衡状态
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【题目】某研究小组拟合成除草剂苯达松和染料中间体X。
已知信息:①+RCOOR′
②RCH2COOR′+R′′COOR′′′
(1)下列说法正确的是________。
A.化合物B到C的转变涉及到取代反应
B.化合物C具有两性
C.试剂D可以是甲醇
D.苯达松的分子式是C10H10N2O3S
(2)化合物F的结构简式是________。
(3)写出E+G→H的化学方程式________。
(4)写出C6H13NO2同时符合下列条件的同分异构体的结构简式________。
①分子中有一个六元环,且成环原子中最多含2个非碳原子;
②1HNMR谱和IR谱检测表明分子中有4种化学环境不同的氢原子。有N-O键,没有过氧键(-O-O-)。
(5)设计以CH3CH2OH和原料制备X(
)的合成路线(无机试剂任选,合成中须用到上述①②两条已知信息,用流程图表示)________。
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【题目】用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是
A. 若A为浓H2SO4,B为Na2SO3,C中盛有Na2SiO3溶液,C中溶液出现白色沉淀,证明非金属性S>Si
B. 若A为浓盐酸,B为MnO2,C中盛有KI淀粉溶液,C中溶液变蓝色
C. 若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛有AlCl3溶液,C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D. 若A为H2O2,B为MnO2,C中盛有Na2S溶液,C中溶液变浑浊
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