氨的合成是最重要的化工生产之一。
I.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:
① 用焦炭跟水反应: C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g);
② 用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+ H2O(g) CO (g)+ 3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图,则方法②中反应的ΔH =__________ ___。
Ⅱ.在3个1L的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:
3H2(g)+ N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,反应达到平衡时有关数据为:
容 器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
2 mol NH3 |
达到平衡的时间(min) |
t |
5 |
8 |
平衡时N2的浓度(mol·L-1) |
c1 |
3 |
|
N2的体积分数 |
ω1 |
ω2 |
ω3 |
混合气体密度(g·L-1) |
ρ1 |
ρ2 |
|
(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min (填>、< 或=)
(3)乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率 (注明单位)。
(4)分析上表数据,下列关系正确的是________.
a.2c1 =3mol/L b.ω1 = ω2 c.2ρ1 = ρ2
(5)该温度下,容器乙中,该反应的平衡常数K=____ __(用分数表示)(mol/L)-2。
X、Y、Z、E、F,5种短周期元素,它们的原子序数依次增大,X的原子半径最小,Y和Z在同周期,Z的L层电子书是K层电子数的三倍,E是短周期元素中金属性最强的元素,F和Z同主族,它们的最外层电子数和为18。请回答下列问题:
(1)X、Y、Z、E、F的原子半径从大到小的顺序为______________________(请填写元素符号)。
(2)Z、F的非金属性强弱比较_______________________(填写元素符号)Y和F的最高价氧化物的水化物的酸性大小比较____________________(填写化学式)。
(3)XYZE四种元素形成的化合物是______________(化学式),俗名为_________,请写出该化合物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子反应方程式____________________________________。
(4)元素Y与元素Z以原子数比为1:2化合形成的化合物M,元素X和元素Z元素以原子数比为2:1化合形成的化合物Q, E与元素Z以原子个数比为1:1化合形成的化合物N,以M、Q都可以和N反应可以作为潜水艇和航空飞船的供氧剂,写出该反应的化学方程式________________、_________________。
[化学——有机化学基础]香豆素是一种重要香料,以下是两种常见香豆素。
(1)关于香豆素和双香豆素,下列说法正确的是 (填序号)。
A.分子中碳碳双键 |
B.都属于芳香烃 |
C.香豆素和双香豆素都能发生取代、加成、酯化反应 |
D.1 mol双香豆素含羟基数为2NA(NA为阿伏加德罗常数的值) |
(2)以甲苯为原料生产香豆素流程如下:
已知:(ⅰ)B可与FeCl3溶液发生显色反应;
(ⅱ)同一个碳原子上连两个羟基通常不稳定,易脱水形成羰基。
①C的结构简式是 。
②A的命名为__________________。B→C的反应类型是 。
③与乙酸酐(
)反应,除生成
外,另一种产物是_____ 。(写出结构简式),这种产物与Na2CO3反应的方程式为________________________。
④异香豆素与香豆素互为同分异构体,具有以下特点:
(a)含有苯环;
(b)含有与香豆素相似的两个六元环;
(c)1 mol异香豆素与足量NaOH溶液反应时消耗1 mol NaOH。
写出异香豆素的结构简式_______ 。
写出异香豆素与NaOH溶液反应的方程式为__________________________________________。
[化学——物质结构与性质]氢能是一种洁净的可再生能源,制备和储存氢气是氢能开发的两个关键环节。
Ⅰ.氢气的制取
(1)水是制取氢气的常见原料,下列说法正确的是 (填序号)。
A.H3O+的空间构型为三角锥形
B.水的沸点比硫化氢高
C.冰晶体中,1 mol水分子可形成4 mol氢键
(2)科研人员研究出以钛酸锶为电极的光化学电池,用紫外线照射钛酸锶电极,使水分解产生氢气。已知钛酸锶晶胞结构如图,则其化学式为 。
Ⅱ.氢气的存储
(3)Ti(BH4)2是一种储氢材料。
①Ti原子在基态时的核外电子排布式是 。
②Ti(BH4)2可由TiCl4和LiBH4反应制得,TiCl4熔点-25.0℃,沸点136.94℃,常温下是无色液体,则TiCl4晶体类型为 。
(4)最近尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究,从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上(结构如图所示),每个平面上下两侧最多可储存10个H2分子。
①元素电负性大小关系是:C S(填“>”、“=”或“<”)。
②分子中C原子的杂化轨道类型为 。
③有关键长数据如下:
C—S |
C=S |
C16S8中碳硫键 |
|
键长/pm |
181 |
155 |
176 |
从表中数据可以看出,C16S8中碳硫键键长介于C—S与C=S之间,原因可能是: 。
④C16S8与H2微粒间的作用力是 。
NO和NO2是常见的氮氧化物,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)氮氧化物产生的环境问题有 (填一种)。
(2)氧化—还原法消除氮氧化物的转化:
①反应Ⅰ为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是 mol。
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是 。
(3)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H=-41.8 kJ·mol-1
①已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1
写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式 。
②一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡,此时容器中NO 和NO2的浓度之比为3∶1,则NO2的平衡转化率是 。
③上述反应达平衡后,其它条件不变时,再往容器中同时充入NO2、SO2、SO3、NO各1mol,平衡 (填序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是 。
F是新型降压药替米沙坦的中间体,可由下列路线合成:
(1)A→B的反应类型是 ,
(2)E→F的反应类型是 。
(3)写出两种满足下列条件的B的所有同分异构体 (写结构简式)。
①含有苯环
②含有酯基
③能与新制Cu(OH)2反应
(4)C中含有的官能团名称是 ,
(5)已知固体C在加热条件下可溶于甲醇,下列C→D的有关说法正确的是 。
a.使用过量的甲醇,是为了提高D的产率
b.浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑
c.甲醇既是反应物,又是溶剂
d.D的化学式为C9H9NO4
(6)E的同分异构体苯丙酸氨经聚合反应形成的高聚物是 (写结构简式)。
(7)F在强酸和长时间加热条件下发生水解反应的化学方程式是: 。