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某煤化厂设计了如下清洁生产工艺,先用两种方法同时生产原料气,再调整①②的比例,...

 某煤化厂设计了如下清洁生产工艺,先用两种方法同时生产原料气,再调整①②的比例,合成塔中催化剂为CuO/ZnO/Al2O3/V2O3)。该催化剂在250℃和5MPa的操作条件下表现出很好的活性。合成气经循环利用,最终碳元素全部转变甲醇,排空的只有水蒸气,合成原理简图为:

试回答下列问题

(1)工业上用的催化剂由CuO和ZnO组成(质量比为1∶1),最终体系中含二氧化碳, Cu2O的比例也保持相对恒定,从平衡角度考虑,该反应的化学方程式为:

                             

(2)参考CO+2H26ec8aac122bd4f6eCH3OH的平衡常数,工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,其可能原因是:                                                

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(3)为使①和②中CO、CO2及H2合成甲醇时原子利用率最高,且各物质均无剩余(假定转化率为100%)。反应①产生的气体与反应②产生的气体最佳体积比为        ▲     

(4)某合作学习小组的同学按照上题(3)的结论,取①的产物与②的产物混合气体67.2L(标准状况),其中CO的体积分数为x ,通过模拟装置合成,得到甲醇的物质的量随CO体积分数变化的函数关系式,并作出图象 (假定CO先与H2反应,CO完全反应后,CO2才与H2反应,且各步转化率均为100%)。

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 (1)CO+2CuOCu2O+CO2(或CO+CuOCu+CO2). (2)温度低平衡产率高,但反应速率达到平衡的时间,经济效益不高,且这种催化剂可能在250℃下活泼最大;采中稍高的压强有利于提高原料气的转化率,更高的压强虽可提高转化率但动力消耗大,经济效益反应不高。 (3)4:1  (4)【解析】 当x =0.2 ,y =0.9 mol ;0≤x<0.2 ,y=2x+0.5 0.2<x≤0.25 ,y=1.5-3x (第4小题4分,其它每小题2分,共10分)
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 6ec8aac122bd4f6e盐酸西替利嗪在临床上广泛用于呼吸系统、皮肤和眼部过敏性疾病,它的一种合成路线如下:

6ec8aac122bd4f6e(1)上述反应中,属于取代反应的是            ▲      (填序号).

(2)物质M核磁共振氢谱有       ▲     个峰。

(3)盐酸西替利嗪中含官能团是              ▲            (写名称)。

(4)反应④中会产生一种含氮副产物,最有可能是       ▲     

(5)图中物质N符合下列条件的异构体有           ▲          种。

    ①能与氯化铁溶液发生显色反应  ②含有-CH2Cl  ③含有联苯(6ec8aac122bd4f6e)结构。

(6)抗血栓药氯吡格雷的手性合成如下:

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已知X的分子式为:C9H8Cl2O2,则X的结构式为        ▲      。氯吡格雷中手性碳原子数目为    ▲  个。

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(7)已知:  

 

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试以中药材大青叶的提取物                  (紫苏醛)和甲醇为原料合成(紫苏

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酸甲酯)                                                    试写出合成路线。合成路线流程图示例如下:

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 空气中微量的臭氧对人有益,浓度过大则是一种污染气体,臭氧作为强氧化剂,几乎能与任何生物组织反应。

  (1)下列有关说法正确的是         ▲     

   A.停止使用氟里昂是为保护臭氧层             

B.光化学烟雾与大气臭氧的生成有关

C.家用电器消毒柜中产生的臭氧能够高效杀菌消毒  

D.臭氧能使湿润的碘化钾-淀粉试纸变蓝

(2)臭氧的化学性质极不稳定,在空气和水中都会慢慢分解成氧气, 臭氧常用于自来水的消毒,臭氧的溶解度及在水中的分解速度与水温及水的pH关系如下图:  

 

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用臭氧消毒自来水,适宜的条件是                  ▲             

(3)2O3(g) →3O2(g) △H=-285kJ/mol, 2Ag2O(s) = 4Ag(s)+ O2(g)△H=62.2 kJ/mol,臭氧能与银化合为Ag2O,该反应的热化学方程式为:                ▲         

(4)臭氧在有机合成有广泛用途,可将烯烃氧化为醛同时生成氧气,试写出2-丁烯与臭氧反应的化学方程式:                   ▲             

 

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 利用化学原理可以对工厂排放的废水进行有效检测和合理处理。

  (1)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2-离子的离子方程式是 

                                     

  (2)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的主要因素,农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-,一般可以通过两种方法将其除去。

    ①方法一:将Ca(OH)2或CaO投加到待处理的废水中,生成磷酸钙,从而进行回收。当处理后的废水中c(Ca2+)=2×10-7mol/L时,溶液中c(PO43-)=                

    (已知常温时,KSP[Ca3(PO42]=2×10-33)

    ②方法二:在废水中加入镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石——鸟粪石,反应的方程式为Mg2++ NH4++ PO43-= MgNH4 PO4。该方法中需要控制污水的pH为7.5-10,若pH高于10.7,鸟粪石的产量会大大降低。其原因可能是                        。与方法一相比,方法二的优点是                                               。

(3)三氯乙烯在印刷、纺织等行业应用广泛,为了减少其对环境的影响,可将三氯乙烯在二氧化钛薄膜上催化降解,其反应的机理如下:

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 该反应的总化学方程式为                         

 

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 现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类,镉是生产硫酸锌的副产品,属于高毒

性金属,试回答下列相关问题.

(1)火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373-1573K,使锌蒸馏出来。

主要反应为:2ZnS +3O26ec8aac122bd4f6e2ZnO+2SO;鼓风炉中:2C +O26ec8aac122bd4f6e2CO

鼓风炉中:ZnO+CO6ec8aac122bd4f6eZn + CO2

从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3,可用硫酸提取铟,某研究机构对些研究数据如下。实验中涉及的酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与铟的浸出率如下图1;硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2

6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e

图1酸度对铟浸出率的影响                        图2液固比对铟浸出率的影响

 

 

①当酸度为196时,其物质的量浓度为                   

②从节约原料和浸出率考虑,适宜的酸度和液固比分别为:                    

(2)湿法炼锌的主要工艺流程为:

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①硫酸浸取的主要反应的离子方程式为:                             

②从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气           

③除去酸浸出液中的铁,可用H2O2氧化,再调节pH使之形成Fe(OH)3沉淀,写出H2O2氧化Fe2+的离子方程式                      

④酸浸出液还含有Cd2+,为了防止镉污染并回收镉,根据它们性质的差异,可用氢氧化钠溶液分离,已知Zn(OH)2和氢氧化铝一样也具有两性,试写出分离的离子方程式                                                           

 

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 以硫酸工艺的尾气、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氢铵和KCl为原料可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸氢铵等物质。合成路线如下: 

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(1)生产中,反应Ⅱ中往往需要向溶液中加入适量的对苯二酚等物质,其目的是   ▲   

(2)下列有关说法正确的是       ▲     

A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B.反应Ⅲ中发生反应的化学方程式为:CaSO4+4C6ec8aac122bd4f6eCaS +4CO↑

C.反应Ⅳ需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D.反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥

(3)反应Ⅴ反应液用40%乙二醇溶液,温度控制在25℃,硫酸钾的产率超过90%,其原因是

          ▲           

(4)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为N2,试写出二氧化氮与亚硫

酸铵反应的化学方程式                ▲             

 

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