重要的精细化学品M和N,常用作交联剂、涂料、杀虫剂等,合成路线如下图所示:
已知:
请回答下列问题:
(1)A中含氧官能团名称是 ;由A生成B的反应类型是 。
(2)X的结构简式为 。
(3)C和F在一定条件下可反应生成一种有香味的物质。写出该反应的化学方程式 。
(4)下列说法正确的是 。
a.E能发生消去反应 b.1 molM中含有4 mol酯基 c.X与Y互为同系物
(5)写出由Y生成D的化学方程式 。
(6)写出同时满足下列三个条件的F的同分异构体的结构简式 。
a.与F官能团种类和数目都相同 b.苯环上只有一个侧链 c.核磁共振H谱图中出现6或7个峰
(10分)在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g)+Y(g)a Z(g)+W(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0)
当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则
(1)温度升高,平衡常数K的值是____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)化学计量数a的值为____________。
(3)有同学认为,Q1一定小于Q,你认为该结论是否正确?____________其理由是__________________________________。
(4)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是____________(稀有气体不参与反应)。
A.2 mol X、1 mol Y、1 mol Ar |
B.a mol Z、1 mol W |
C.1 mol X、0.5 mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol W |
D.2 mol X、1 mol Y、1 mol Z |
(5)X的转化率α=____________(用含Q、Q1的代数式表示)。
(12分)150 ℃时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4 L N2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计),反应后恢复到原温度。平衡后容器体积变为3.4 L,容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。
(1)反应前混合气体中V(N2):V(H2)=____________;反应达平衡后V(NH3)=____________L;该反应中N2转化率为____________。
(2)向平衡后的容器中充入0.2 mol的NH3,一段时间后反应再次达到平衡,恢复到150 ℃时测得此过程中从外界吸收了6.44 kJ的热量。
①充入NH3时,混合气体的密度将____________,在达到平衡的过程中,混合气体的密度将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将____________5(填“>”、“<”或“=”)。
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡____________。
A.容器不再与外界发生热交换 |
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
C.当V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2时 |
D.当容器的体积不再发生变化时 |
③写出该反应的热化学方程式:__________________________________。
(23分)工业上一般在恒容密闭容器中用H2和CO生产燃料甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
(1)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250°C |
300°C |
350°C |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断△H0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为,此时的温度为。
(2)在100℃压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2amol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的的平衡常数K=(用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式)。此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡(向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数。(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是。
A.升温B.加入催化剂C.增加CO的浓度D.恒容充入H2
E.恒压充入惰性气体 F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡的有关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
|
反应物投入量 |
1molCO、2moL H2 |
1molCH3OH |
2molCH3OH |
|
平衡 时的 数据 |
CH3OH浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
akJ |
bkJ |
ckJ |
|
体系压强(Pa) |
p1 |
p2 |
p3 |
|
反应物转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
请选择正确的序号填空(不定项选择)
①c1、c2、c3的关系表达正确的为
A.c3>2c1B.c1<c3<2c1 C.c1=c2
②a、b、c的关系表达正确的为
A.c<2|△H| B.a+b=|△H|C.c=2b
③p1、p2、p3的关系不正确的为
A.p1=p2 B.p2<p3<2p2C.p3>2p2
④α1、α2、α3的关系表达不正确的为
A.α1=α2 B.α3<α2C.α1+α2="1"
氯气在298K、100kPa时,在1L水中可溶解0.09mol,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为______________________________;
(2)估算该离子反应的平衡常数__________
(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,平衡将向____反应方向移动;
(4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将______(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将向_____反应方向移动。
(5)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.实验室将氨水放在低温处密封保存 |
B.对于2HI(g)![]() |
C.在实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气。 |
D.冰镇啤酒瓶,把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。 |
(6分)一定条件下,将SO2和O2充入一密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),△H<0。反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示:
回答下列问题:
(1) 若降低温度,该反应的化学平衡常数。(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)该反应处于平衡状态的时间段为。
(3)反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是(用文字表达)。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是(填写编号)。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加SO3的物质的量
(4)维持容器体积不变,向该反应的平衡体系中充入氮气 , 则平衡( 填“向左”或“向右”或“不”)移动;维持容器体积不变,向该反应的平衡体系中移走部分混合气体 , 则平衡( 填“向左”或“向右”或“不”) 移动。