15分)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3 的百分含量和温度的关系如右图所示,根据下图回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H__________0(填“>”或“<”),
②一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是 。
a.体系的密度不发生变化
b.SO2与SO3的体积比保持不变
c.体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d.单位时间内转移4 mol 电子,同时消耗2 mol SO3
e.容器内的气体分子总数不再变化
(2)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
①该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数 (填“增大”或“减小”或“不变”)。
②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)= ,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为 (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 点,温度T1 T2(填“>”或“=”或“<”)
(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,所得溶液呈 性,所得溶液中c(H+)-c(OH-)= (填写表达式)(已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5)
已知:(苯胺,易被氧化)。甲苯是一种重要的有机化工原料,可用来合成多种重要的有机物。以甲苯为初始原料合成阿司匹林等有机物的转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)如下。
请回答下列问题:
(1)甲苯的1H核磁共振谱图中有个特征峰。
(2)中间产物D与目标产物Y的关系是。
(3)写出结构简式:A,E。
(4)写出所加试剂或反应条件:反应⑤。
(5)写出反应③的化学方程式:
。
(6)写出阿司匹林与足量的NaOH(aq)反应的化学方程式:
。
二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。某温度下,SO2的平衡转化率( α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:
①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于____________。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);DH =-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);DH =-1160 kJ/mol
若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____________(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_________kJ。
(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M = Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示:
请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式______________________________________(可不配平)。
市场销售的某种食用精制加碘盐中含有碘酸钾
(1)碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应,配平化学方程式(将化学计量数填于空白处)KIO3+KI+H2SO4=K2SO4+I2+H2O
(2)上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。碘的四氯化碳溶液呈色。
(3)向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液,将I2还原,可以回收四氯化碳。
Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是。
(4)已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-.某学生为测定碘含量,称取一定质量的食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
a.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
b.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL,恰好反应完全。
①判断b中反应恰好完全依据的现象是。
②b中反应所产生的I2的物质的量是mol。
下图为中学化学中几种常见物质的转化关系(部分产物已略去)。已知:A、C、D是常见的气体单质,F气体极易溶于水,且液态常做制冷剂。
(1)写出化学式A,D,G,
写出电子式F;
(2)鉴定G中阳离子的实验方法和现象:_________________________________;
(3)D单质和E溶液反应,生成一种常见的消毒剂和漂白剂的有效成分,写出D+E溶液反应的离子方程式和③的化学方程式D+E③。
(4)工业上电解B溶液制得一系列化工原料,写出其电解的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
按下图装置实验,a、b、c、d均为惰性电极,A、B两烧杯中分别盛放NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通电一段时间后,c电极质量增加6.4g,试回答:
(1) 电源Q为________极;
(2) b极产生气体的体积为_______L(标准状况);电解一段时间后,A池中溶液的PH。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3) d极上所发生的电极反应式:。
(4)B装置中电解反应的离子方程式为:。