(每空2分,共16分)
I、恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固体容积的密闭容器中,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
(1)该反应的平衡常数表达式为:K=
(2)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)="8" mol,nt(NH3)="4" mol,计算 a= 。当反应达到平衡时,混合气体的体积为537.6 L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。原混合气体中, a:b= 。
Ⅱ、反应mA+nBpC+qD在某温度下达到平衡。
①若A、B、C 、D都是气体,保持温度不变,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时C的物质的量浓度变为原来的1.6倍,则m、n、p、q的关系是m+n p+q(填“<”或“>”或“="”)" 。
②若A、B、C ,D都为气体,且m+ n = p+q,则将气体体积压缩后A的物质的量将 _________(填“减小”“增大”“不变”),平衡______移动。(填“正向”或“逆向”或“不”)
③若给体系升温,B的物质的量减少,则正反应为 ________反应(填“放热”或“吸热”)
④若在体系中增加A的量,平衡不发生移动,则A肯定不能为_____态。
碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成DMC:CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O,但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下,通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
(1)已知25℃时,甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H1和△H2,则上述反应在25℃时的焓变△H3=_____。
(2)根据反应温度对TON的影响图(下左图)判断该反应的焓变△H________0(填“>”、“=”或“<”),理由是________________________________。
(3)根据反应时间对TON的影响图(上右图),已知溶液总体积10mL,反应起始时甲醇0.25mol,催化剂0.6×10—5 mol,计算该温度下,4~7 h内DMC的平均反应速率:________;计算10 h时,甲醇的转化率:________。
(4)根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(下图),判断下列说法正确的是_____。
a. 由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b. 在反应体系中添加合适的脱水剂,将提高该反应的TON
c. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加,甲醇的平衡转化率显著提高
d. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时,随着催化剂用量的增加,DMC的产率反而急剧下降
已知:Ksp(AgCl)=1.8×10—10,Ksp(AgI)=1.5×10—16 ,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12,Ag2CrO4为砖红色沉淀。
(1) AgCl、AgI、 Ag2CrO4三种饱和溶液中,Ag+浓度由大到小顺序是。现将等体积2.0×10—4 mol·L-1的AgNO3溶液和一定浓度的Na2CrO4溶液混合,若要产生Ag2CrO4沉淀,则Na2CrO4溶液至少浓度为mol·L-1。
(2) 在室温下,向0.02mol·L-1的Na2CrO4溶液中滴加0.01mol·L-1稀硫酸,溶液由黄色转变为橙红色的Na2Cr2O7,该平衡转化的离子方程式为。Na2Cr2O7可用来鉴别NaCl和NaNO2,鉴别时发生的离子方程式为。
(3) 工业酸性废水中含Cr2O72-离子会造成铬污染,排放前先将Cr2O72-还原成Cr3+,并转化成Cr(OH)3除去,工业上采用的方法是向废水中加入NaCl,以铁为电极进行电解,同时鼓入空气。结果溶液的pH值不断升高,溶液由酸性转变为碱性。在以上处理过程中,写出其阳极电极反应式:,Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+的离子方程式为:。
(4) 用AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液,可测定溶液中的c(Cl-)。可滴入几滴溶液为指示剂,滴定的终点现象为。
由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4的实验流程可表示如下:
(1)操作Ⅱ的名称是____________。
(2)可循环利用的物质____________(填化学式)。
(3)反应②的产物中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是______。
(4)反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______(填字母序号)
A.稀盐酸B.稀硫酸C.稀醋酸
(5)电解猛酸钾溶液也可以得到高锰酸钾,其阴极反应式为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,如下图,b作____________极,电解池的阳极反应式是____________;若电解过程中收集到2.24L H2(标准状况),则得到高锰酸 钾____________克。(提示:阴离子放电顺序MnO42->OH-)
(14分)塑化剂又称增塑剂,是一种增加材料的柔软性或使材料液化的添加剂。增塑剂 DEHP(C24H38O4)可通过下列流程制备,其中A的主链上有6个碳原子,D是对二甲苯的一种同分异构体,E的苯环上存在2种不同化学环境的氢原子。
已知:
回答下列问题:
(1)E的结构简式是______。
(2)B→C的反应类型是____________
(3)3—甲基庚烷的某同分异构体核磁共振氢谱显示只有一种氢,写出该同分异构体的结构简式并命名:
①结构简式____________
②命名____________
(4)DEHP的结构简式是____________
(5)F是E的一种同分异构体,具有如下特征:
a.是苯的邻位二取代物;
b.遇FeCl3溶液呈紫色;
c.能与碳酸氢钠溶液反应。
写出F与NaHCO3溶液反应的化学方程式:____________________________________
(12分)工业制硫酸时,利用接触氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键的步骤。
(1)在接触室中2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的标志是______。
A.υ(O2)正=2υ(SO2)逆 |
B.容器中气体的总质量不随时间而变化 |
C.容器中气体的颜色不随时间而变化 |
D.容器中气体的压强不随时间而变化 |
(2)下列关于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。下列图像中不正确的是______ (填字母序号)。
(3)某温度下SO2(g)+ O2(g)
SO3(g) ΔH=-98KJ/mol
①开始时在体积固定的密闭容器中加入4mol SO2 (g)和1mol O2 (g),达到平衡时 共放出196 KJ的热量,该温度下SO2的平衡转化率为______
②已知固态单质硫的燃烧热为296KJ/mol,则由S(s)生成2 molSO3(g)的ΔH为____________
(4)检验SO42-常用BaCl2溶液。常温时,BaSO4的Ksp=1.08×10-10,现将等体积的BaCl2溶液与2.0×10-3mol/L的H2SO4溶液混合。若要生成BaSO4沉淀,原BaCl2溶液的最小浓度为____________