(12分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=" -92.4KJ/mol " ,据此回答以下问题:
(1)下列有关该反应速率的叙述,正确的是(选填序号) 。
a.升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率
b.增大压强不能增大活化分子百分数,所以不可以加快反应速率
c.使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高,加快反应速率
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响
(2)①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________________。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越_____ 。
(3)某温度下,若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=___________(可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a.容器内的密度保持不变 b.容器内压强保持不变
c.υ正(N2)=2υ逆(NH3) d.混合气体中c(NH3)不变
(4)对于合成氨反应而言,下列有关图象一定正确的是(选填序号)_____________。
(5)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1mol N2和3 molH2,此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1 kJ;
B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2 kJ。则:a_____b(填>、=、<), Q1_____ Q2(填>、=、<), Q1_____92.4(填>、=、<)。
[化学一有机化学基础](13分)对羟基扁桃酸是合成香料的重要中间体,它可由如下反应合成:
已知:
没有—氢的醛与强碱共热时,该醛一分子被氧化成酸,另一分子被还原成醇的反应称为康尼查罗(Cnanizzoar)反应。如:2HCHO+NaOH
CH3OH+HCOONa
(1)对羟基扁桃酸的分子式______________,乙醛酸分子中一种含氧官能团的名称________。
(2)写出一种满足下列三个条件的对羟基扁桃酸的同分异构体结构简式________________。
a.属于甲酸酯b.含酚羟基c.含亚甲基(一CH2一)
(3)苯酚能与甲醛发生聚合反应生成酚醛树脂,写出酚醛树脂的结构简式________________。
(4)对羟基扁桃酸不能发生的反应类型有_____________________________(填选项)。
A.加成 | B.消去 | C.加聚 | D.取代 |
(5)写出乙醛酸发生康尼查罗反应的化学方程式_____________________________________.
[化学一物质结构与性质](13分)钛被称为“国防金属’’和“生物金属”,是重要的结构材料。
(1)基态钛原子的核外电子排布式是_______________________________,钛所在的周期中第一电离能最小的元素是______________________________.
(2)金红石(TiO2)的熔点,用熔盐法直接电解金红石可获得金属钛,金红石所属的晶体类型是______________________________________晶体。
(3)TiCl4能与NH4CI反应生成配合物(NH4)2[TiCl6]。此配合物中,形成配位键时提供孤对电子的有_____________.(填元素符号),空间构型呈正四面体的微粒是___________。
(4)TiO2+与H2O2在稀酸中反应生成橘红色的[TiO(H2O2) ] 2+离子,可用于钛的定性检验。
[TiO(H2O2) ] 2+中不含有_____________________________.
A.极性键
B.非极性键
C.键
D.键
E.离子键
(5)H2O2分子可看成H2O分子中的一个H被OH所取代,下列关于H2O2的说法正确的是______
A.H2O2分子结构对称为非极性分子
B.I mol H2O2最多能形成2mol氢键
C.H2O2不稳定是因为氢键的键能较小
D.H2O2分子的空间构型为直线形
(15分)卤素的单质及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)“碘盐"通常是在食盐中添加适量的K1O3,为缺碘地区人们提供碘元素。
①碘元素的一种原子含74个中子、5 3个质子,表示此核素的符号是___(如)。
②“碘盐"溶液用稀硫酸酸化后,再加入淀粉碘化钾溶液,溶液由无色变篮色。
写出该反应的化学方程式__________________________________________。
③碘单质溶解在有机溶剂___________中形成常用的医用消毒剂(填结构简式)。
(2)工业上利用氢气和氯气反应制取盐酸,设计成原电池又能获取电能,下列说法错误的是___(填选项)。
A.两极材料可用石墨,用稀盐酸做电解质溶液 |
B.通氯气的电极反应式为![]() |
C.电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动‘ |
D.通入氢气的电极为原电池的正极 |
(3)H2和卤素单质(F2、C12、Br2、12)反应生成I molHX的能量变化如图所示(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
①曲线A代表的卤化氢是__________(填化学式)。
②写出Br2(1)与HCI气体反应的热化学方程式___________。
③往甲乙两容器分别通入等量的H2和I2,两容器起始状态相同,甲为恒容绝热密闭容器,乙为恒容恒温密闭容器,发生反应,反应达到平衡后,H2的体积分数甲_______乙(填“>’’‘‘=”或“<”)。
【物质结构与性质】
Fe、C、N、O、H可以组成多种物质。回答以下问题:
(1)基态铁原子中,未成对电子数有个。
(2)铁单质在一定条件下可与CO反应生成配位化合物——羰基铁[Fe(CO)5],其结构如图。已知CO分子与N2分子结构相似,分子中C、O原子均能提供孤电子对形成配位键。
①CO分子中σ键与π键数目之比为;
②从电负性角度分析,Fe(CO)5中与Fe形成配位键的是(填“碳”或“氧”)原子。
③与羰基铁分子的极性相似的分子是。
A.SO2B.CS2C.BF3D.PCl3
(3)CH4、H2O分子的键角分别为a、b。则ab(填>、=或<),原因是。
(4)血红素分子结构如图所示。
①血红素分子间存在的作用力有(填名称);
②与Fe通过配位键结合的氮原子的编号是。
草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH |
3.7 |
9.6 |
9.2 |
5.2 |
9.8 |
(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将_____________还原(填离子符号)。
(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,产物中氯元素处于最低化合价。该反应的离子方程式为____________。
(3)请用平衡移动原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是:________。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。
滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_________;使用萃取剂适宜的pH是______。
A.接近2.0 B.接近3.0 C.接近4.0
(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/ c (Ca2+)=____。