(16分)化学反应的能量变化、速率、限度是化学研究的重要内容。
(1)有关研究需要得到C3H8(g) = 3C(石墨,s) + 4H2(g)的ΔH,但测定实验难进行。设计下图可计算得到:
①ΔH 0(填>、<或=)
②ΔH =
(用图中其它反应的反应热表示)
(2)甲酸、甲醇、甲酸甲酯是重要化工原料。它们的一些性质如下:
物质 |
HCOOH |
CH3OH |
HCOOCH3 |
主要 性质 |
无色液体,与水互溶 K(HCOOH)>K(CH3COOH) |
无色液体,与水互溶 |
无色液体,在水中溶解度小,与醇互溶 |
工业制备甲酸原理:HCOOCH3(l) + H2O(l) HCOOH(l) + CH3OH(l),反应吸热,但焓变的值很小。常温常压下,水解反应速率和平衡常数都较小。
①工业生产中,反应起始,在甲酸甲酯和水的混合物中加入少量甲酸和甲醇,从反应速率和限度的角度分析所加甲酸和甲醇对甲酸甲酯水解的影响。
甲醇: 。
甲酸: 。
某小组通过试验研究反应HCOOCH3转化率随时间变化的趋势,在温度T1下,采用酯水比为1:2进行实验,测得平衡是HCOOCH3的转化率为25%。
②预测HCOOCH3转化率随时间的变化趋势并画图表示。
③该反应在温度T1下的平衡常数K= 。
(保留两位有效数字)
(3)HCOOH成为质子膜燃料电池的燃料有很好的发展前景。
写出该燃料电池的电极反应式:
。
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH< 0。
(1)上述反应的平衡常数表达式为K=,以下有关说法正确的是________
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.保持容器体积不变,升高温度可提高CO的转化率
d.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
(2)其它条件相同时,在T1、T2(T1< T2)两个不同温度下可逆反应达到平衡,请画出CO的转化率随时间变化的示意图。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH= -a kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH= -b kJ·mol-1
③ H2O(g)= H2O(l)ΔH= -c kJ·mol-1
则 CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l)ΔH=______________kJ·mol-1。
(4)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
C极发生的电极反应式为:___________________________,工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,有______NA个电子发生转移。
(H:1 C:12 O:16)
巨豆三烯酮(F)是一种重要的香料,其合成路线如下:
(1)化合物F的分子式为 ,1 mol该物质完全燃烧需消耗 mol O2。
(2)在上述转化过程中,反应②的目的是,写出反应②的化学方程式为 。
(3)下列说法正确的是 (双选,填字母)。
A.化合物A ~ F均属于芳香烃衍生物
B.反应①属于还原反应
C.1 mol 化合物D可以跟4 mol H2发生反应
D.化合物F含有的官能团名称为碳碳双键、羰基
(4)符合下列条件的D的同分异构体有两种,其中一种同分异构体的结构简式为,请写出另外一种同分异构体的结构简式。
A.属于芳香族化合物;
B.核磁共振氢谱显示,分子中有4种化学环境不同的氢原子;
C.1mol该物质最多可消耗2molNaOH
D.能发生银镜反应。
(1)(5分)某有机物A由C、H、O三种元素组成,90克A完全燃烧可生成132克CO2和54克H2O。
试求:
①该有机物的最简式。
②若符合该最简式的A物质可能不止一种,则它们之间的关系(填序号)
A.一定互为同系物 B.一定互为同分异构体
C.等质量的它们完全燃烧耗氧量相同 D.等物质的量的它们完全燃烧耗氧量相同
③若A的相对分子质量为180,每个碳原子上最多只有一个官能团,能发生银镜反应,也能发
生酯化反应,且所有碳原子在同一链上,则A的结构简式为。
(2)有机物A(C10H20O2)具有兰花香味,可用作香皂、洗发香波的芳香赋予剂。
已知:
ⅰ.B分子中没有支链。
ⅱ.D能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳。ⅲ.D、E互为具有相同官能团的同分异构体。E
分子烃基上的氢若被Cl取代,其一氯代物只有一种。ⅳ.F可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
① B可以发生的反应有(选填序号)。
a.取代反应 b.消去反应 c.加聚反应 d.氧化反应
② D、F分子所含的官能团的名称依次是、。
③写出与D、E具有相同官能团的一种同分异构体的结构简式__________________。
④写出B和E反应生成A的化学方程式是:。
⑤写出C与银氨溶液反应的化学方程式:。
有A、B、C、D、E五种常见化合物,都是由下表中的离子形成的:
阳离子 |
K+ |
Na+ |
Cu2+ |
Al3+ |
阴离子 |
SO42- |
HCO3- |
NO3- |
OH- |
为了鉴别上述化合物,分别完成以下实验,其结果是:①将它们溶于水后,D为蓝色溶液,其他均为无色溶液;②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀,继续滴加,沉淀溶解;③进行焰色反应,仅有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃);④在各溶液中加入硝酸钡溶液,再加过量稀硝酸,只有A中放出无色气体,只有C、D中产生白色沉淀;⑤将B、D两溶液混合,未见沉淀或气体生成。根据上述实验填空:
(1)写出B、D的化学式:B,D。
(2)写出A溶液与E溶液反应的离子方程式:。
(3)C常用作净水剂,用离子方程式表示其净水原理。
(4)在A溶液中加入少量澄清石灰水,其离子方程式为。
(5)向C溶液中加入过量E溶液,反应的离子方程式为。
(6)向100mL 1.0mol/LC溶液中加入1.0mol/LE溶液,若要使生成沉淀质量最大,则加入E的体积为mL。
(15分)1、下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是___________
A.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 |
B.四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型 |
C.二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物 |
D.锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质 |
2、铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:
(1)铜原子基态电子排布式为;
(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm-3,则阿伏加德罗常数为(列式计算);
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为;
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是,反应的化学方应程式为。