28.(6分,每空2分)已知丙烯与氯化氢的反应原理如下:
主反应:CH2=CHCH3 + HCl → CH3CHClCH3(主要产物);
副反应:CH2=CHCH3 + HCl → CH2ClCH2CH3(副产物)A
A ;B ;C ;
(15分) 2013年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:ΔH<0。在一定温度下,在一个体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO,在t1时刻达到平衡状态。
①能判断该反应达到平衡状态的标志是 。
A.在单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO |
B.混合气体的密度不再改变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
D.混合气体的压强不再变化 |
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在下图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有 、 。(写出2个)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,其反应C(g) + H2O(g) CO(g) + H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1
①该反应在 下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为 。[已知:Ka1(H2S)=9.1×10-8,Ka2(H2S)=1.1×10-12;Ka1(H2CO3)=4.3×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6×10-11]
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的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 |
达到平衡所需的时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1条件下平衡常数K= (保留小数点后二位)。
②实验3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 。
③该反应的ΔH 0 (填“<”或“>”);若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入l0mol CO、5mo1 H2O、2mo1 CO2、5mol H2,则此时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
(本题共2小题,共18分)Ⅰ.(9分)A、B、C、D、E、X是中学常见的无机物,存在下图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去);已知A由短周期非金属元素组成,B具有漂白性且光照易分解。
(1)若A为单质,且常温下0.1 mol·L-1C溶液的pH为1,请回答以下问题:
①组成单质A的元素在元素周期表中的位置为 ;
②A与H2O反应的离子反应方程式为 ;
③X可能为 (填代号)。
a.NaOH b.AlCl3 c.Na2CO3 d.NaAlO2
(2)若A为两种元素形成的化合物,且E与水反应生成G的浓溶液遇C有白烟产生则:
①A的电子式为 ;
②A与H2O反应的化学反应方程式为 。
Ⅱ.(9分)某化合物A是一种易溶于水的不含结晶水盐,溶于水后可完全电离出三种中学化学常见离子,其中有两种是10电子的阳离子。用A进行如下实验:取2.370gA溶于蒸馏水配成溶液;向该溶液中逐滴加入一定量的氢氧化钠溶液,过程中先观察到产生白色沉淀B,后产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体C,气体不再产生时沉淀开始溶解,当沉淀恰好完全溶解时共用去氢氧化钠的物质的量为0.050mol。回答下列问题:
(1)请画出沉淀B中金属元素的原子结构示意图 。
(2)化合物A的化学式为 ;请设计实验方案验证A中阴离子 。
(3)请写出沉淀B溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式 。
(4)请写出气体C与氯气发生氧化还原反应的化学方程式 。
(10分)脱羧反应形成新的C-C键为有机合成提供了一条新的途径,例如:
(1)化合物I含有的官能团名称是______________。
(2)与
也能发生脱羧反应,有机产物的结构简式为 。
(3)化合物III与新制氢氧化铜反应的化学方程式为 。
(4)下列有关化合物Ⅲ的说法正确的是 。
A.化合物无Ⅲ分子式为C14H15O |
B.1mol化合物Ⅲ最多可以与6mol H2反应 |
C.化合物无Ⅲ分子中的所有碳原子一定处于同一平面 |
D.化合物Ⅲ既可以发生氧化反应和还原反应,也可以发生加成反应和取代反应 |
(5)写出符合下列条件的化合物的同分异构体 。
①化合物I的最简单同系物
②苯环上有两种不同类型的氢原子
(15分)汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
③CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H3
则△H1、△H2、△H3三者关系式为 。
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2) : n(CH4)] |
400 K |
500 K |
600 K |
1 |
60% |
43% |
28% |
2 |
45% |
33% |
20% |
①写出该反应平衡常数的表达式K= 。
②若温度不变,提高[n(NO2) : n(CH4)]投料比,则K将 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
③400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的5L容器中,10分钟达到平衡,则NO2的化学反应速率为 。
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
①NiO电极上NO发生的电极反应式 。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中n(NO)︰n(NO2)= 。
(4)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二:在250℃—450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃—600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是 。
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A.改用高效催化剂
B.降低温度
C.分离出H2O(g)
D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积
F.减小投料比[n(NO2) : n(CH4)]
(共10分)乙烯是一种用途广泛的基本有机化工原料,可以用来合成碳酸二甲酯(DMC)等重要化工产品(部分反应条件已略去):
已知:ⅰ、羟基直接与碳碳双键相连不稳定:R—CH=CH—OH→R—CH2—CHO
ⅱ、1mol化合物C与足量银氨溶液反应生成4mol单质银
(1)工业上生产乙烯的主要方法是 ,试剂X为 。
(2)下列说法正确的是 。
A.D→E的反应类型为取代反应
B.化合物A与化合物C含有相同官能团
C.DMC与乙酸乙酯互为同系物
D.DMC酸性条件下水解能产生CO2和甲醇
(3)写出B→C的化学反应方程式 。
(4)现代工业也常用尿素()和甲醇在催化剂、加热条件下,发生取代反应生成DMC,请写出该反应的化学反应方程式 。