化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A.向豆浆中加入食用氯化钙使其凝固制豆腐的原理是胶体的聚沉
B.装修时用液态 CO2 作溶剂的油漆代替苯作溶剂的油漆,有利于环保
C.日常生活中常用合成材料涤纶是通过缩聚反应合成的
D.碳纤维、光导纤维、合成纤维均属于新型无机非金属材料
中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯,其反应如下:2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0
化学键 | H—H | C—H | C=C | C—C |
E(kJ/mol) | a | b | c | d |
(1)已知相关化学键的键能如上表,甲烷制备乙烯反应的ΔH=____________ (用含a、b、c、d的代数式表示)。
(2)T1温度时,向1 L的恒容反应器中充入2mol CH4 ,仅发生上述反应,反应过程中 0~15min CH4的物质的量随时间变化如图1,测得10~15min时H2的浓度为1.6mol/L。
①0~10min内CH4表示的反应速率为__________mol/(L·min)。
②若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(CH4)变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________ (填“a”或 “b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(CH4)发生图1中所示变化,则改变的条件可能是_____________________________________(任答一条即可)。
(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2)其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,T1温度时k正与k逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v正____v逆(填“>”“=”或“<”),判断的理由是_________________ 。
(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示,电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体,可在高温下传导O2-。
①C极的Pt为______ 极(填“阳”或“阴” )。
②该电池工作时负极反应方程式为_____________________。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL,则阴极区所得溶液在25℃时pH=_______ (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。
五氧化二钒用作冶金添加剂,占五氧化二钒总消耗量的 80%以上,其次是用作有机化工的催化剂。为了增加V2O5 的利用率,我们从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2 和Fe2O3 等) 中回收 V2O5 的一种生产工艺流程示意图:
部分含钒物质在水中的溶解性如表所示,回答下列问题:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
(1)①中废渣的主要成分是 __________________________;①中V2O5 发生反应的离子方程式为 ___________________________ 。
(2)②、③中的变化过程可简化为(下式中的R 表示 VO2+或 Fe3+,HA 表示有机萃取剂的主要成分)R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)⇌ 2RA(有机层)+ nH2SO4(水层)。②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 ______________________;实验室进行萃取操作使用的玻璃仪器为 ______________________。
(3)实验室用的原料中V2O5 占 6%(原料中的所有钒已换算成 V2O5)。取 100 g 该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验,当加入 100 mL 0.1 mol•L -1 的KClO3 溶液时,溶液中的钒恰好被完全处理,假设以后各步钒没有损失,则该实验中钒的回收率是 __________________[M(V2O5)=182 g•mol -1]。
(4)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液 pH 之间的关系如表所示:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 |
钒沉淀率/% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.6 | 96.4 | 93.1 |
试判断在实际生产时,⑤中加入 NH4Cl 调节溶液的最佳 pH为____________;若钒沉淀率为 93.1%时不产生 Fe(OH)3 沉淀,则此时溶液中 c(Fe3+)≤____________ (已知:25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10 -39)。
I.某有机物 X(C13H13O7Br)遇到FeCl3 溶液显紫色,其部分结构简式:
已知:①X 在足量的氢氧化钠水溶液中加热,可以得到A、B、C 三种有机物;
②室温下B 经盐酸酸化可以得到苹果酸D,D 的分子式为 C4H6O5;
③C 能发生银镜反应。
试回答:
(1)D 中所含官能团的名称是 _______ ,D 不能发生的反应类型是(填序号)________。
①加成反应,②消去反应,③氧化反应,④酯化反应。
(2)D的一种同分异构体E 有如下特点:l mol E 可以和 3 mol 金属钠发生反应,放出 33.6LH2(标准状况下), l mol E 可以和足量NaHCO3 溶液反应,生成 lmolCO2,l mol E 还可以发生银镜反应,生成 2 mol Ag。试写出E 可能的结构简式 ________。
(3)A 和D 在一定条件下可以生成八元环酯,写出此反应的化学方程式 ____________。
(4)若 C 经盐酸酸化后得到的有机物 F ,其苯环上的一溴代物只有两种, 则 F 可能的结构简式为_________,写出其中任意一种和银氨溶液发生反应的化学方程式 _________。
(5)F的一种同分异构体是制取阿司匹林( )的原料,试写出其结构简式 __________,它在一定条件下生成高分子化合物的方程式为 _____________
II. 1941 年从猫薄荷植物中分离出来的荆芥内酯可用作安眠药、抗痉挛药、退热药等。通过荆芥内酯的氢化反应可以得到二氢荆芥内酯,后者是有效的驱虫剂。为研究二氢荆芥内酯D 的合成和性质,进行如下反应:
参照题干中的反应流程写出由 合成的四步合成路线图(无机试剂任选)。___________________________。
峨眉金顶摄身崖又称舍身崖,因常现佛光而得名。“佛光”因摄入身之影像于其中,遂称“摄身光”,为峨眉胜景之一。摄生崖下土壤中富含磷矿,所以在无月的黑夜可见到崖下荧光无数。
(1)“荧光”主要成分是 PH3(膦),其结构式为 __________ ,下列有关 PH3 的说法错误的是___________ 。
a.PH3 分子是极性分子
b.PH3 分子稳定性低于 NH3 分子,因为 N-H 键键能高
c.一个 PH3 分子中,P 原子核外有一对孤电子对
d.PH3 沸点低于 NH3 沸点,因为 P-H 键键能低
(2)PH3 的沸点比 NH3______填“高”或“低”) NH3 的水溶液碱性_____PH3 的水溶液碱性(填“大于”或“小于”);氯化鏻(PH4C1)与碱反应生成膦的离子方程式为 _______________________ 。
(3)PH3 是一种还原剂,其还原能力比 NH3 强,通常情况下能从Cu2+、Ag+、Hg2+等盐溶液中还原出金属, 而本身被氧化为最高氧化态。PH3 与 CuSO4 溶液反应的化学方程式为 ______________。
(4)“荧光”产生的原理是Ca3P2 在潮湿的空气中剧烈反应,写出该反应的化学方程式__________________。
(5)PH3 有毒,白磷工厂常用 Cu2+、Pd2+液相脱除 PH3:PH3+2O2H3PO4,其他条件相同时, 溶解在溶液中O2 的体积分数与 PH3 的净化效率与时间的关系如图所示,回答下列问题:
①由图可知,富氧有利于______(选填“延长”或“缩短”)催化作用的持续时间。
②随着反应进行,PH3 的净化效率急剧降低的原因可能为 _________________ 。
一种镁氧电池如图所示,电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭,电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是
A.电池总反应式为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2
B.负极反应式为:Mg-2e-+2OH- = Mg(OH)2
C.活性炭可以加快O2在负极上的反应速率
D.电子的移动方向由a经外电路到b