(14分)以下是一些物质的熔沸点数据(常压):
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钾 |
钠 |
Na2CO3 |
金刚石 |
石墨 |
熔点(℃) |
63.65 |
97.8 |
851 |
3550 |
3850 |
沸点(℃) |
774 |
882.9 |
1850(分解产生CO2) |
--- |
4250 |
金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应:
4Na(g)+3CO2(g)2Na2CO3(1)+C(s,金刚石);△H=-1080.9kJ/mol
(1)上述反应的平衡常数表达式为 ;若4v正(Na)=3v逆(CO2),反应是否达到平衡 (选填“是”或“否”)。
(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行,温度由890℃升高到1860℃,若反应时间为10min,金属钠的物质的量减少了0.2mol,则10min里CO2的平均反应速率为 。
(3)高压下有利于金刚石的制备,理由 。
(4)由CO2(g)+4Na(g)=2Na2O(s)+C(s,金刚石) △H=-357.5kJ/mol;则Na2O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na2CO3(1)的热化学方程式: 。
(5)下图开关K接M时,石墨作 极,电极反应式为 。当K接N一段时间后,测得有0.3mol电子转移,作出y随x变化的图象【x—代表n(H2O)消耗,y—代表n[Al(OH)3],反应物足量,标明有关数据】
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)△H 2 =" +172.5" kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K=。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠKⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其发生可逆反应的方程式为。
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,请写出该电极反应的方程式为。
Ⅰ.有机物A的结构简式为,它可通过不同化学反应分别制得B、C和D三种物质。
(1)B中含氧官能团的名称是________。
(2)A →C的反应类型是________;A~D中互为同分异构体的是________。
(3)由A生成B的化学方程式是______________________________________。
Ⅱ.某芳香族化合物H常用作防腐剂,H可利用下列路线合成:
已知:①A是相对分子质量为92的烃;
②
③(-R1、-R2表示氢原子或烃基);
④D的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢(两种不同位置的氢原子),且峰面积之比为1:1。
回答下列问题:
(1)A的分子式为___________。
(2)同时符合下列条件的E的同分异构体共有____________种。
①分子中含有苯环
②能发生银镜反应
③能与FeCl3溶液发生显色反应
(3)检验F中含氧官能团的试剂为____________(填试剂名称),由F→G的反应类型为______。
(4)H的结构简式为_____________________________________。
已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质,D、G、I常温下为气态,且G为黄绿色;形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍;B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃);K为红棕色粉末。其转化关系如图。
请回答:
(1)工业上制C用A不用H的原因。
(2)写出C与K反应的化学方程式,该反应的反应物总能量(填“大于”或“小于”)生成物总能量。
(3)L是目前应用最广泛的金属,用碳棒作阳极,L作阴极,接通电源(短时间)电解E水溶液的化学方程式。
(4)写出E物质的电子式。
(5)J与H反应的离子方程式为。
(6)写出G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式。
(本题12分)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一反应条件对反应[可用aA(g)+bB(g) cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如下图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表示体积分数):
(1)在反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为(填“吸热”或“放热”)反应,也是一个气体分子数(填“减小”或“增大”)的反应。由此判断,此反应自发进行必须满足的条件是。
(2)在反应Ⅱ中,T1T2(填“>”、“<”或“=”),该正反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在反应Ⅲ中,若T2>T1,则此正反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)反应Ⅳ中,若T1>T2,则该反应能否自发进行?。
(本题10分)工业合成氨N2+3H22NH3反应过程中的能量变化如图所示,据图回答下列问题:
(1)该反应通常用活性铁作催化剂,加活性铁会使图中B点升高还是降低,理由是。
(2)该反应的平衡常数表达式为:K=,当浓度商QcK(填“<”、“>”或“=”)时,反应向右进行。
(3)450 ℃时该反应的平衡常数500 ℃时的平衡常数(填“<”、“>”或“=”)。
(4)一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的合理措施有(填字母序号)。
a.高温高压
b.加入催化剂
c.增加N2的浓度
d.增加H2的浓度
e.分离出NH3