合成氨是重要的化学工业,为了研究合成氨的反应原理,在一密闭容器内充入1 mol N2和2 mol H2,在一定条件下,使之发生如下反应:N2+3H2 2NH3。
Ⅰ:若维持温度不变,且密闭容器的容积固定为1 L。
(1) 当此反应经过2 min达到平衡状态时,测得反应混合物中NH3的物质的量为0.2 moL,则H2在2 min内的平均反应速率为__________________。
(2)如果开始时,向该容器内加入0.5 moL N2,要使反应混合物中三种气体的物质的量分数仍与上述平衡时的完全相同,则还必须加入H2 _______mol和NH3 _______mol。
(3)如果开始时加入N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol 、b mol 、c mol ,要使反应达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的物质的量分数仍与(1)平衡时完全相同,则a、b、c应满足的一般条件是(a、b分别用含c的方程式表示) 。
Ⅱ:若温度维持不变,体系压强维持与Ⅰ相同,密闭容器的容积由1 L随反应进行而改变。
(4)开始时加入1 mol N2和2 mol H2,经过一段时间,容器中三种气体的物质的量分数不再发生变化时,则NH3的物质的量为__________(选填一个编号)
(甲)大于0.2 mol (乙)等于0.2 mol
(丙)小于0.2 mol (丁)可能大于、等于或小于0.2mol
作出此判断的理由是__________________________________________。
铝土矿的主要成分为Al2O3。生产铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]和Z(其水溶液可用于伤口消毒)的工艺流程图如下:
(1)反应Ⅰ的主要离子方程式是__________________________。
(2)已知反应Ⅱ中会生成氢氧化铝沉淀,则加入过量的X为_________(填化学式)。
(3)“电解”时,用惰性材料作电极,则阴极反应可表示为 _________。
(4)流程中可以循环使用的物质是。
(5)反应Ⅵ的化学方程式为 __________,其中的还原剂是____________。
(6)已知铵明矾的许多用途和明矾类似,请说明铵明矾的净水原理_________________________ 。
尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应分为如下两步:
第1步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)△H1=" —330.0" kJ·mol-1
第2步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)△H2="+226.3" kJ·mol-1
(1)写出工业合成尿素的热化学方程式:
(2)下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。
A.采用高温 | B.采用高压 | C.添加高效催化剂 | D.定时分离尿素 |
(3)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=。
(4)工业上合成氨常与尿素生产联合进行以提高经济效益,合成氨的热化学方程式如下:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)△H = —92.4 kJ/mol
请在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)。
(5)有一工业投产前小实验:在一定温度和压强下,将6 molH2和2 molN2在2L密闭容器中混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气中NH3的体积分数约为11.1%(即1/9),此时H2的转化率是多少?(写出计算过程,计算结果保留3位有效数字。)
龙胆酸甲酯是制取抗心律失常药物——氟卡尼的中间体。
I、已知龙胆酸甲酯结构如图所示。
(1)龙胆酸甲酯的分子式为,它的含氧官能团名称为。
(2)下列有关龙胆酸甲酯的描述,不正确的是(填字母)。
A.不能发生消去反应 | B.难溶于水 |
C.能与溴水反应 | D.能与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳 |
(3)龙胆酸甲酯与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式是
。(不用写反应条件)
II、已知X及其他几种有机物存在如下转化关系,且测得转化过程中的C4H8为纯净物:
回答以下问题:
(4)写出满足下列条件的龙胆酸的一种同分异构体的结构简式
①能发生银镜反应;②能使FeCl3溶液显色;③酯类。
(5)写出B生成C的化学方程式,它的反应类型是
反应。
在密闭容器中进行:
反应① Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)△H1=" a" kJ·mol-1
反应② 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H2=" b" kJ·mol-1
反应③ 2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)△H3
(1)△H3=(用含a、b的代数式表示)
(2)反应①的化学平衡常数表达式K=,已知500℃时反应①的平衡常数K=1.0,在此温度下2L密闭容器中进行反应①,Fe和CO2的起始量均为2.0mol,达到平衡时CO2的转化率为,CO的平衡浓度为
(3)将上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍,则a0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加,其它条件不变时,可以采取的措施有(填序号)。
A.缩小反应器体积 | B.再通入CO2 |
C.升高温度 | D.使用合适的催化剂 |
(4)下列图像符合反应①的是(填序号)(图中ν是速率、为混合物中CO含量,T为温度)。
A、B、C、D四种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如下所示:
A BCD
回答下列问题:
(1)A中的含氧官能团名称是
(2)B与足量氢气充分反应的产物的结构简式为
(3)化合物C的分子式为 ,1 mol该物质完全燃烧需消耗 mol O2
(4)D发生聚合反应的产物的结构简式为
(5)A能与乙醇发生反应生成一种有特殊香味的物质,请写出该反应的方程式:
(6)关于上述四种物质的说法中正确的是
A.都能与Na反应放出H2
B.C、D均能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.A和C均能与NaHCO3溶液反应放出CO2
D.1molC最多能与4molBr2发生反应