(14分)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数K值和温度的关系如下:
温度/℃ |
360 |
440 |
520 |
K值 |
0.036 |
0.010 |
0.0038 |
(1)①由表中数据可知该反应为放热反应,理由是________________。
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是______________(填字母序号)。
a增大压强 b使用合适的催化剂 c升高温度 d及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的
恒定时,温度、压强对平衡混合气中CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是p1________p2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3) 原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2 (g)获取。
①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为________该温度下反应的平衡常数K值为________。
②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容积固定为5 L的容器中进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是____________(填字母序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6
PTT是近几年来迅速发展起来的新型热塑性聚酯材料,具有优异性能,能作为工程塑料,纺织纤维和地毯等材料而得到广泛应用.其合成路线可设计为:
其中A,B,C均为链状化合物,A ,B均能发生银镜反应,C中不含甲基,1mol C可与足量钠反应生成22.4 L H2 (标准状况).
请回答下列问题:
(1)A中所含官能团的名称为,B的结构简式为.
(2)由物质C与D反应生成PTT的化学方程式为,反应类型为.
(3)分子式为C4H6O,与A互为同系物的同分异构体有种.
(4)请补充完整下列以CH2=CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件).
金属镍,铁及非金属元素碳在合金材料,有机合成材料中有广泛的应用.请回答下列问题:
(1)Ni原子的核外电子排布式为.
(2)Fe原子的外围电子排布图为.
(3)含碳化合物丙烯腈(H2C=CH—C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型为
(4)NiO,FeO的晶体类型均与氯化钠晶体相同,Ni2+和Fe2+离子半径分别为69 Pm和78 Pm,则两种物质的熔点
NiOFeO(填“>”或“<”),判断依据是.
(5)CaC2晶体的晶胞也与氯化钠相似,但由于CaC2晶体中的C22-存在,使晶胞沿一个方向拉长,则CaC2晶体中1个C22-周围距离最近且相等的Ca2+数目为,C22-与O22+互为等电子体,写出O22+的电子式.
(6)铁在一定条件下可形成体心立方堆积的晶体,设铁原子半径为r,请用含r的代数式表示该晶体空间利用率.
亚氯酸钠(NaC1O2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖,油脂的漂白与杀菌.以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaC1O2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaC1O2·3H2O.
②纯C1O2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.
I.请根据上述流程回答下列问题
(1)发生器中鼓入空气的作用可能是
(2)吸收塔内的反应的化学方程式为.吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是.
(3)在碱性溶液中NaC1O2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是.
(4)从滤液中得到NaC1O2·3H2O粗晶体的实验操作依次是.
II.上述流程中的原料NaC1O3可由氯气通入热的烧碱溶液后重结晶就得到比较纯净的产品,所以通常工厂联合氯碱车间制备.
(1)氯碱工业中的原料为,原料需要净化的原因是,阳极产品为
(2)工业生产NaC1O3的化学方程式为
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1
反应II: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是(填“I”或“Ⅱ”).
②在其他条件不变得情况下,考察温度对反应II的影响,实验结果如图所示
由图中数据判断ΔH20 (填“>”,“=”或“<”).
③某温度下,将2 mol CO2和6 mol H2充入2L的密闭容器中,发生反应II,达到平衡后,测得c(CO2)= 0.2 mol/L,则此时容器中的压强为原来的倍
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l)ΔH =-44.0 kJ/mol
请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置.
①该电池负极的电极反应为
②此电池消耗甲醇1.6克时,反应中电子转移数目为
③若以此燃料电池为铅蓄电池充电,则应将图中右侧电极连接蓄电池的(填正极或负极)
X,Y,Z,Q,R是五种短周期元素,原子序数依次增大.X,Y两元素最高正价与最低负价之和均为0;Q与X同主族;Z,R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素.请回答下列问题:
(1)上述元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)
(2)X,Y,Z能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写名称)
该物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色同时生成一种生活中常见有机物,此过程的离子方程式为
(3)由以上某些元素组成的化合物A,B,C,D有如下转化关系
其中C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体.
写出C的结构式;
①如果A,B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则由A转化为B的离子方程式
②如果A由三种元素组成,B由四种元素组成,A,B溶液均显碱性.用离子方程式表示A溶液显碱性的原因. A,B浓度均为0.1mol/L的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序是;常温下,在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有