科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h):
| T/K |
303 |
313 |
323 |
353 |
| NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l)====2NH3(g)+
O2(g) ΔH
=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)右图是上述反应在无催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图,请在图中画出在有催化剂情况下反应过程中体系能量变化示意图。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
。计算
①该条件下N2的平衡转化率是 ;
②该条件下反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的平衡常数为
。
③若温度不变,减小容器体积,则平衡向---------------------------移动,c(NH3)将--------------------
c(N2)将----------------------(填增大、减小或不变)
(1)下表为烯类化合物与溴发生加成反应的相对速率(以乙烯为标准)。
| 烯类化合物 |
相对速率 |
| (CH3)2C=CHCH3 |
10.4 |
| CH3CH=CH2 |
2.03 |
| CH2=CH2 |
1.00 |
| CH2=CHBr |
0.04 |
下列化合物与溴加成时,取代基对速率的影响与表中规律类似,其中反应速率最快的是_______________(填序号);
A.(CH3)2C=C(CH3)2 B.CH3CH=CHCH2CH3C.CH2="CH" CH3 D.CH2=CHBr
(2)0.5mol某炔烃最多能与1molHCl发生加成反应得到氯代烃,生成的氯代烃最多能与3mol Cl2发生取代反应,生成只含C、Cl两种元素的化合物。则该烃的结构简式是;
(3)某芳香烃A,其相对分子质量为104,碳的质量分数为92.3%。
①A分子中可能共平面的碳原子最多有个;
②芳香烃A在一定条件下可生成加聚高分子,该高分子结构中的链节为;
③一定条件下,A与氢气反应,得到的化合物中碳的质量分数为85.7%,写出形成该化合物的有机反应方程式;
④已知
。请写出A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应生成物的结构简式。
随着世界粮食需求量的增长,农业对化学肥料的需求量越来越大,其中氮肥是需求量最大的一种化肥。而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础,其原理为:N2+3H2
2NH3
(1)在N2+3H2
2NH3的反应中,一段时间后,NH3的浓度增加了0.9mol·L-1。用N2表示其反应速率为0.15 mol·L-1·s-1,则所经过的时间为;
A.2 s B.3 s C.4 s D.6 s
(2)下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率,其中反应最快的是;
A.v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1 B.v(N2)=0.1 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1 D.v(N2)=0.002mol·L-1·min-1
(3)在一个绝热、容积不变的密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H<0。下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是。
A.容器内气体密度保持不变
B.容器内温度不再变化
C.断裂1mol N≡N键的同时,断裂6 mol N—H键
D.反应消耗N2、H2与产生NH3的速率之比1︰3︰2
2008年北京奥运会所用火炬燃料为丙烷(C3H8),悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷(C3H8),已知常温下1mol丙烷燃烧放出2220kJ热量,1mol正丁烷燃烧放出2878kJ热量,1mol异丁烷燃烧放出2869.6kJ热量。试回答下列问题:
(1)表示正丁烷燃烧的热化学反应方程式;
(2)下列有关说法正确的是;
| A.奥运火炬燃烧时的能量转化主要是由化学能转变为热能 |
| B.相同条件下,正丁烷的热值比丙烷大 |
| C.正丁烷比异丁烷不稳定 |
| D.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多 |
(3)已知1mol H2燃烧生成液态水放出热量是285.8 kJ,现有5mol 氢气和丙烷的混合气体,完全燃烧时放热3847kJ,则氢气和丙烷的体积比为。
(Ⅰ)A、B、C和D代表原子序数依次增大的四种短周期元素,它们满足以下条件:
①C的原子序数是A、B的原子序数之和,A、C、D的最外层电子数和为13;
②D的原子序数是C的2倍,D的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸。
试根据以上叙述回答:
(1)B单质的电子式为,画出C元素的原子结构示意图;
(2)下列环境问题与B与C形成的化合物有关的是;
A.温室效应 B.光化学烟雾 C.酸雨 D.PM2.5
(3)A、B、C和D四种元素可形成一化合物,其原子个数之比为8∶2∶4∶1。该化合物属于(填晶体类型)。
(Ⅱ)现有下列短周期元素相关性质的数据:
| 元素编号 元素性质 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
| 原子半径(10-10m) |
0.74 |
1.60 |
1.52 |
1.10 |
0.99 |
1.86 |
0.75 |
| 最高正化合价 |
+2 |
+1 |
+5 |
+7 |
+1 |
+5 |
|
| 最低负化合价 |
-2 |
-3 |
-1 |
-3 |
试回答下列问题:
(1)元素⑤在周期表中的位置;元素②的单质与CO2反应的化学方程式,该单质可通过电解法制得,下列金属中人类最早开发和利用的是;
A.铁 B.铝 C.金 D.铜
(2)元素④与元素⑦相比较,气态氢化物较稳定的是(填结构式);
(3)元素④形成的+3和+5价的氯化物中,各原子均达到8电子稳定结构的化合物是。(写化学式)
下图每一个字母代表一种反应物或生成物。已知在常温下A是固体,B、C、E、F、G均为气态化合物,其中B、E为气态氢化物,X为空气中的常见成分之一。根据下列反应框图填空(有些反应条件已略去)。
(1)工业上C→D的设备名称是;
(2)当小心加热H与E化合生成的物质时,分解得到一种与CO2具有相同原子数目和相同电子数目的气体,同时还有一种无色无味的液体生成。试写出相应的化学方程式
__________;
(3)I的浓溶液有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是;
A.酸性 B.脱水性 C.强氧化性 D.吸水性
(4)在铁和铜的混合物中,加入一定量的H的稀溶液,充分反应后剩余m1 g金属,再向其中加入一定量的I的稀溶液,充分振荡后,剩余m2 g金属,则m1 与m2之间的关系是。
A.m1一定大于m2 B.m1 可能等于m2
C.m1一定等于m2 D.m1 可能大于m2