煤化工中两个重要反应为①C(s)+H2O(g)
H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1,②CO(g)+ H2O(g)
CO2(g) + H2(g)。
(1)下列说法正确的是 。
A.当反应①的容器中混合气体的密度不再变化时反应达到最大限度
B.反应②的熵变△S >0
C.反应①中增加C固体的量能增大反应速率
D.在反应中②及时分离出产生的H2对正反应速率无影响
(2)若工业上要增加反应①的速率,最经济的措施为 。
(3)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入2L恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组] | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/ min | ||
CO | H2O | H2 | CO2 | |||
I | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 1.6 | 5 |
Ⅱ | 900 | 2 | 1 | 0.5 | 0.5 | 3 |
Ⅲ | 900 | a | b | c | d | t |
①实验I中,从反应开始到反应达到平衡时,H2O的平均反应速率为___。
②CO(g)和H2O(g)反应的△H 0(填“大于”、“小于”或“等于”)
③实验III中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是_____,与实验Ⅱ相比,化学平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若在900℃时,实验II反应达到平衡后,向此容器中再加入1 mol CO、0.5 mol H2O、0.2 mol CO2、0.5 mol H2,平衡向________方向移动(填“正反应”、“逆反应”“不移动”)。
(4)CO、H2可用于甲醇和甲醚,其反应为(m、n均大于0):
反应①:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH= -mkJ·mol-1
反应②: 2CO(g)+4 H2(g)
CH3OCH3(g) +H2O(g) ΔH=-nkJ·mol-1
反应③:2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H<0
则m与n的关系为 。
(10分)某废水中可能含有下列离子中的若干种:
Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32-。现进行如下实验:
Ⅰ.取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化。
Ⅱ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅲ.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
Ⅳ.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成。过滤,在所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成。
请回答下列问题:
(1)该废水一定含有的离子是________。
(2)实验Ⅱ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是___________。
(3)过滤除去Ⅳ中的蓝色沉淀,调整滤液的pH为10.7左右时,加入铝粉,反应产生氨气和氮气的体积比为1: 4,其离子方程式为Al+NO3-+OH-―→AlO2-+NH3+N2+H2O(未配平)。还原产物是________。若除去0.2 mol NO3-,要消耗铝________g。
(4)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。下列处理措施和方法中正确的是________。
选项 | 污染物 | 处理措施 | 方法类别 |
A | 碱性的废水 | 用CO2中和 | 化学法 |
B | Cu2+等重金属离子 | 加硫酸盐沉降 | 化学法 |
C | 含复杂有机物的废水 | 通过微生物代谢 | 物理法 |
D | 废酸 | 加生石灰中和 | 化学法 |
(18分)醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
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可能用到的有关数据如下:
相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
环己醇 | 100 | 0.961 8 | 161 | 微溶于水 |
环己烯 | 82 | 0.810 2 | 83 | 难溶于水 |
合成反应:
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是_______________。
(2)加入碎瓷片的作用是________________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A.立即补加 B.冷却后补加
C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为______________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_______________。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶
B.温度计
C.吸滤瓶
D.球形冷凝管
E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是____________(填正确答案标号)。
A.41% B.50% C.61% D.70%