化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
I.氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验(图中所用电极均为惰性电极):
(1)对于氢氧燃料电池中,下列表达不正确的是________
A.a电极是负极,OH-移向正极 |
B.b电极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH- |
C.电池总反应式为:2H2+O2![]() |
D.电解质溶液的pH保持不变 |
E.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
(2)上图装置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时,则此时上图装置中溶液的pH=________(溶液体积变化忽略不计)
II.氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.20 kJ·mol-1。
(1)下列事实中,不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
(2)已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
N2 |
1.50 |
n1 |
1.20 |
n3 |
1.00 |
H2 |
4.50 |
4.20 |
3.60 |
n4 |
3.00 |
NH3 |
0 |
0.20 |
n2 |
1.00 |
1.00 |
根据表中数据计算:
反应进行到2小时时放出的热量为________
0~1小时内N2的平均反应速率________mol·L-1·h-1;
③此条件下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将向________ 方向移动(填“正反应”或“逆反应”、“不移动”)。
根据下列的有机物合成路线回答问题:
(1)写出A、B的结构简式:
A、B。
(2)写出各步反应类型:
①、②、③。
(3)写出②、③的反应方程式:
②,③。
(12分)今有化合物:
(1) 请判别上述哪些化合物互为同分异构体:。
(2) 请分别写出鉴别甲、乙的方法。(指明所选试剂及主要现象即可)
鉴别甲的方法:;
鉴别乙的方法:;
(3)鉴别丙的方法可以让其与银氨溶液反应,请写出该反应的化学方程式:。
(4)请按酸性由强至弱排列甲、乙、丙的顺序:。
等物质的量的甲烷、乙烯、乙炔、苯等四种有机物分别完全燃烧,需要O2最多的是 ;等质量的上述四种物质分别完全燃烧,需要O2最多的是_________。
某烃化学式为C8H10能使酸性KMnO4溶液褪色,溴水不能褪色,该烃具有_______种同分异构体,其中苯环上的一氯代物只有一种,该烃的名称为__________。
(14分) 分别由C、H、O三种元素组成的有机物A、B、C互为同分异构体,它们分子中C、H、O元素的质量比为15︰2︰8,其中化合物A的质谱图如下。
A是直链结构,其核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1︰1︰2,它能够发生银镜反应。B为五元环酯。C的红外光谱表明其分子中存在甲基。其它物质的转化关系如下:
⑴A的分子式是:。A分子中的官能团名称是:。
⑵B和G的结构简式分别是:、。
⑶写出下列反应方程式(有机物用结构简式表示)
D→C;
H→G。
⑷写出由单体F分别发生加聚反应生成的产物和发生缩聚反应生成的产物的结构简式:、。