(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+3H2
2NH3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
下表中列出五种短周期元素X、Y、Z、W、T的信息。
| 元素 |
相关信息 |
| X |
基态原子最外层电子排布为nsnnpn+1 |
| Y |
其原子L层电子数是K层3倍 |
| Z |
其单质能与冷水剧烈反应,生成的阴阳离子电子数相同 |
| W |
其单质在Y2中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰 |
| T |
其最高正价与最低负价的代数和为6 |
回答下列问题:
(1)Y、Z、W三种元素所形成的简单离子半径由小到大的顺序是(用离子符号表示);T元素的基态原子核外电子排布式为。
(2)X、Z两元素可形成化合物ZX3,其晶体中化学键类型有,晶体类型为。
(3)T元素的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2Y的沸点比H2W高的原因是。
(4) Z2 WY3溶液呈性,其原因是(用离子方程式表示)。
(5)已知25℃、101 kPa下:
①2Z(s)+
Y2(s)=Z2Y(s)△H1=-414KJ/mol
②2Z(s)+ Y2(s)=Z2Y2(s)△H1=-511KJ/mol
则1mol Z2 Y2(S)与足量Z(s)反应生成Z2 Y(s)的热化学方程式为。
镧是重要的稀土元素,应用非常广泛,如应用于压电材料、催化剂等领域。
已知:①镧是较活泼金属,在空气中易被氧化;②氢氧化镧是难溶于水的弱碱;
③
| 金属 |
熔点(℃) |
沸点(℃) |
| 钙 |
841 |
1487 |
| 镧 |
920 |
3470 |
(1)操作1、3是相同操作,其名称是。
(2)操作2中要在HCl气体的氛围内加热的原因是。
(3)电解制镧的尾气要用碱液吸收,请写出反应的离子方程式。
(4)真空、高温过程中的反应方程式为。
(5)粗镧精制过程中温度控制范围。
(6)重熔蒸馏制得的镧中仍然混有及少量的钙。某批次产品69.709g,经分析含钙0.209g,该产品的等级为(化工产品等级标准:优级纯≥99.8﹪,分析纯≥99.7﹪,化学纯≥99.5﹪).
X、Y、Z、W是常见的四种短周期元素,其原子序数依次增大。其相关信息如下表:
| 元素 |
相关信息 |
| X |
X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn |
| Y |
Y是空气中含量最高的元素 |
| Z |
Z是地壳中含量最高的金属元素 |
| W |
W的单质是常见的半导体材料 |
(1)Y位于元素周期表的 周期 族,Y与W的气态氢化物较稳定的是(写化学式)
(2)Z的单质与W的单质相比熔点较高的是(写化学式);Z与W原子半径较大的是 (写化学式)
(3)X的一种氧化物XO2分子中σ键与∏键数目之比为
(4)X的第一电离能比W的(填“大”或“小”)
(5)写出X的单质与Y的最高价氧化物水化物的浓溶液在加热的条件下反应的化学方程式:
(6)已知2.7gZ单质与足量Y单质反应,放出31.8kJ的热量,请写出此反应的热化学方程式:。
锗及其某些化合物是导弹火箭制导中的重要光电材料,工业上生产锗的流程如下:
已知:GeO2与浓盐酸反应生成四氯化锗(熔点为—51.5℃,沸点为86.6℃)。四氯化锗易水解。
(1)步骤②中浓盐酸除了作为反应物外,还有一个重要作用是。
(2)步骤③控制的温度范围。
(3)写出反应的④、⑥的化学方程式
④;⑥。
(4)生产过程中可以循环利用的物质是(填化学式)
(5)步骤①中产生的SO2可以用碱液吸收,请写出离子反应方程式。
(6)请简要描述实验室中操作a的过程。
Favorskii反应是化工生产中的重要反应,它是利用炔烃与羰基化合物在强碱性下发生反应,得到炔醇,反应原理为:
已知:
以下合成路线是某化工厂生产流程的一部分:
请回答下列问题:
(1)写出F中官能团的名称。
(2)写出D的名称(系统命名)。
(3)④的反应类型是;B的结构简式是。
(4)写出反应⑥的化学方程式为。
(5)H是D的同分异构体,核磁共振氢谱有3种峰且属于炔烃的结构简式为
、。
(6)有关C的说法正确的是
| A.能使溴的四氯化碳溶液褪色 | B.能和氢氧化钠溶液反应 |
| C.能使酸性高锰酸钾褪色 | D.能与乙酸发生酯化反应 |