2013年12月2日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空,进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭,一、二级为常规燃料,常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ.常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1H2(g)+
F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
n(NO)(mol) |
0.200 |
0.100 |
0.080 |
0.050 |
0.050 |
0.050 |
n(O2)(mol) |
0.100 |
0.050 |
0.040 |
0.025 |
0.025 |
0.025 |
(1) 已知:K800℃>K1000℃,则该反应的ΔH ______0(填“大于”或“小于”),用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率为__________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a.容器内颜色保持不变 b. 2v逆(NO)=v正(O2)
c.容器内压强保持不变 d.容器内密度保持不变
(3)为使该反应的速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动应采取的措施有 。
(4)在上述条件下,计算通入2 mol NO和1 mol O2的平衡常数K=______________。
(5)在上述条件下,若开始通入的是0.2 mol NO2气体,达到化学平衡时,则NO2的转化率为 。
五种短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,结合下列信息:
(1)A原子核外电子总数是内层电子数的三倍,A、E同主族
(2)B的最高价氧化物对应的水化物F与其气态氢化物G反应,得到离子化合物H。
(3)C的焰色应呈黄色。
(4)D在同周期主族元素形成的简单离子中,离子半径最小.
回答下列问题:
(1)写出D在元素周期表中的位置:
(2)化合物H的水溶液pH 7 其原因是(用离子方程式表示)
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中,有一种物质在一定条件下均能与其他四种物质发生化学反应,写出该物质的电子式
(4)某同学设计实验证明A、B、E的非金属性强弱关系。
①溶液a和b分别为,。
②溶液c中的离子方程式为。
X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是;Z所在周期中第一电离能最大的元素是。
(2)XY2- 离子的立体构型是;R2+的水合离子中,提供孤电子 对的原子是。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是。
甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)CO(g) + 3H2(g)△H=+206.0kJ·mol-1
II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-129.0kJ·mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为:
。
(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如下图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为。
②100℃时反应I的平衡常数为。
(3)在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下,将amol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
(填字母序号)。
A c(H2)减少B正反应速率加快,逆反应速率减慢
C CH3OH 的物质的量增加 D重新平衡减小
E.平衡常数K增大
(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+ 做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式。
②写出除去甲醇的离子方程式。
某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,其相对分子质量为92,现以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,F的分子式为C7H7NO2,Y是一种功能高分子材料。
已知:(1)烷基苯在高锰酸钾的作用下,侧链被氧化成羧基:
(2)(苯胺,易被氧化)
请根据本题所给信息与所学知识回答下列问题:
(1)做银镜反应实验的试管事先要用洗涤。X→A“一定条件”是指的何种条件:
(2)写出反应类型:反应②,反应③。
1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为mol。
(3)Y的结构简式为。
(4)有多种同分异构体, 写出同时符合下列4个条件它的同分异构体的结构简式:
、
①分子中含有苯环;
②能发生银镜反应,不能发生水解反应;
③在稀NaOH溶液中,1mol该同分异构体能与2molNaOH发生反应;
④在苯环上只能生成2种一氯取代物。
(5)以下是由A和其他物质合成的流程图:
A甲
乙
完成甲→乙的化学反应方程式:
。
(6)美托洛尔是一种治疗高血压的药物的中间体,可以通过以下方法合成:
根据已有知识并结合合成美托洛尔所给相关信息,写出以CH3OH和为原料
制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
H2C=CH2CH3CH2Br
CH3CH2OH
。
LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:
已知:HCl的沸点是-85.0℃,HF的沸点是19.5℃。
(1)第①步反应中无水HF的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:。
(3)第④步分离采用的方法是;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg,测得Li的物质的量为nmol,则该样品中LiPF6的物质的量为mol(用含w、n的代数式表示)。