含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
(1)目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式: 。
②实验室模拟合成氨,在2L密闭容器中投入1molN2和3mol H2,容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min,NH3的平均速率为 ;达平衡时,N2的转化率为 。
③若在②达平衡后,保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,再达平衡时,N2的体积分数将 ,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道:在常温常压条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水反应,生成NH3和一种单质。进一步研究NH3生成量与温度关系,部分实验数据如下(反应时间3h,其余条件一样)
T/℃ |
30 |
40 |
50 |
NH3生成量/10-6mol |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式: _此反应△H 0(填“>”、“<”或“=)。
②该反应中的催化剂TiO2的制取方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。写出TiCl4水解的化学方程式: 。
③在上述固氮过程中,除加入催化剂外,能提高生产速率,但不降低产率的措施还可以是 。
A.适当升高温度 B.将氨气液化分离
C.增大反应物N2的浓度 D.增大压强
(10分)重氮甲烷(CH2NN)在有机合成中有着重要应用,他的分子中,碳原子和氮原子之间的共用电子对是由氮原子;—方提供的,重氮甲烷光照时容易分解放出氮气,同时生成极活泼的碳烯(∶CH2),试回答:
(1)重氮甲烷的电子式是________
(2)碳烯很容易以他的一对未成对电子与不饱和的烯、炔发生加成,形成三元环状化合物。它与丙烯发生加成反应后所得产物的结构简式是:________________________。
(3)碳烯还可插入C—H键之间,使碳链加长。它插入丙烷分子中C—H键之间形成多一个碳原子的烷烃,所得化合物的结构简式为:_______________或________________ 。
(4)重氮甲烷的CCl4溶液用紫外光照射时,发生反应,生成一种相对分子质景为210的有机物和N2,写出反应的化学方程 ________________________________。
(12分)根据下列框图关系填空。已知反应①、③是工业生产中的重要反应,D、E常温下为气体、X常温下为五色液体,H与E相对分子质量之间的关系为:Mr(H)-Mr(E)=34,又知C的焰色反应呈黄色。
(1)化合物B中所包含的化学键有___________________
(2)反应④的离子方程式:________________________________
反应⑤的化学方程式:________________________________
(3)已知每生成16gE,放出106.5kJ热量,则反应①的热化学方程式为:
(6分)周期表中,前20号元素内X、Y元素的离子符号是xm+、yn-,他们的核外电子排布相同,据此可推得:元素X和 Y所属周期的周期数之差为_________,元素X和Y的核电荷数之差为(用含m、n的代数式表示)________________,Xm+、yn-的离子半径由大到小的顺序是________________。
对单质铁溶于稀硝酸的过程如下分析:
(1)当发生的反应Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O时,n(HNO3)与n(Fe)的大小关系为。(n表示物质的量)
(2)当n(HNO3)≤8n(Fe)/3时,发生反应的离子方程式为
(3)当8n(Fe)/3<n(HNO3)<4n(Fe)时,发生的反应可表示为aFe+bHNO3(稀)=cNO↑+dFe(NO3)2+eFe(NO3)3+fH2O。
现假设a=16,且b、c、d、e、f均为整数,可得到多组化学计量数(系数)的配比,请将它们填入下表(可不填满,也可以补充):
组次 |
a |
B |
c |
d |
e |
f |
一 |
16 |
11 |
22 |
|||
二 |
16 |
|||||
三 |
16 |
|||||
四 |
16 |
|||||
五 |
16 |
|||||
六 |
已知:
(1)该反应的生成物中含有的官能团的名称是_______________,该物质在一定条件下能发生___________(填序号):
①银镜反应②酯化反应③还原反应
(2)已知HCHO分子中所有原子都在同一平面内。若要使R1CHO分子中所有原子都在同一平面内,R1可以是_____________(填序号);
① —CH3②③ —CH=CH2
(3)某氯代烃A的分子式为C6H11Cl,它可以发生如下转化:
结构分析表明E分子中含有两个甲基且没有支链。试回答:
①写出C的分子式:__________________________________________;
②写出A、E的结构简式:
A__________________________________________________________、
E__________________________________________________________。