下列关于乙酸的认识正确的是( )
A.乙酸的分子式是C2H4O,是四元羧酸
B.标准状况下,乙酸为冰状固体
C.普通食醋中乙酸的含量为12%左右
D.乙酸有羧基和甲基两种官能团
合成氨工业涉及固体燃料的气化,需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) ΔH,测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示:
(1)p1、p2、p3的大小关系是_______,欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率,应采取的措施为___________________。图中a、b、c三点对应的平衡常数(用Ka、Kb和Kc表示)大小关系是____________________;
(2)900 ℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V,CO2的转化率为__________,该反应的平衡常数K=________________。
(3)将(2)中平衡体系温度降至640 ℃,压强降至0.101 3 MPa,重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时,正反应和逆反应速率如何变化?_________________,二者之间有何关系?__________________。
(4)CO2催化加氢也可转化为CO,但同时会合成二甲醚,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5 kJ·mol-1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图
其中:CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________;
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________________。
(5)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH_______0(填“大于”、“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=_______eV,写出该步骤的化学方程式____________________。
实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)达到平衡,则溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×10−5,Ksp(CaCO3)=3×10−9]。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为________;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是________。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是________;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有________。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:______[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
2020年2月15日,由国家科研攻关组的主要成员单位的专家组共同研判磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的感染。磷酸氯喹的结构如图所示,据此回答下列问题。
(1)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序为_____________;电负性χ(P)_____χ(Cl)(填“>”或“<”);
(2)磷酸氯喹中N原子的杂化方式为_____,NH3是一种极易溶于水的气体,其沸点比AsH3的沸点高,其原因是___________;
(3)磷化镓与砷化镓是两种由ⅢA族元素与ⅤA族元素人工合成的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料。其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被P(As)原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。
①基态Ga原子核外电子排布式为__________;
②砷化镓晶体中含有的化学键类型为___________(填选项字母);
A.离子键 B.配位键 C.σ键 D.π键 E.极性键 F.非极性键
③磷化镓与砷化镓具有相似的晶体结构,其中熔点较高的是__________(填化学式),原因是_______________;
④以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置。称作原子分数坐标。如图为沿y轴投影的磷化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为(0.25,0.25,0.75),则原子2的原子分数坐标为__________;若磷化镓的晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ga和P原子的最近距离为__________ pm(用代数式表示)。
早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成,据此回答下列问题。
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过___________方法区分晶体、准晶体和非晶体;
(2)CuO在高温时分解为O2和Cu2O,请从阳离子的结构来说明在高温时,Cu2O比CuO更稳定的原因是__________________________;Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有_______个铜原子;
(3)经验规律告诉我们,当成键的两个原子电负性χ的差值Δχ大于1.7时,原子间一般形成的是离子键;Δχ小于1.7时,原子间一般形成的是共价键。已知χ(Fe)=1.8,χ(Cl)=3.1,据此推断化合物FeCl3中Fe-Cl键的共用电子对偏向______原子(填名称),FeCl3属于__________(填“共价化合物”或“离子化合物”);
(4)某种磁性氮化铁的结构如图所示,N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。正六棱柱底边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该磁性氮化铁的晶体密度为__________ g/cm3(用代数式表示)。
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HCl的转化率的方法是______________。(写出2种)