(17分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
H=-92.2kJ·mol-1。在一定条件下反应时,当电子转移3mol时,放出的热量为 。
(2)合成氨混合体系在平衡状态时NH3的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知:
①温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2(填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氦气,氮气的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②T2温度时,在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、l.5molH2,经10min达到平衡,则v(NH3)= 。达到平衡后,如果再向该容器内通入N2、H2、NH3各0.4mol,则V正 V逆(填“>”或“<” 或“=”)。
(3)工业上用CO2和NH3反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)H2O(1)+CO(NH2)2(1) △H,
在一定压强下测得如下数据:
①该反应破坏旧化学键吸收的能量 形成新化学键放出的能量,表中数据a d,b f(均选填“>”、“=”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3,应如何处理 。
许多物质的氧化能力受溶液酸碱性的影响。高锰酸钾在不同条件下发生的还原反应如下:
①酸性:MnO4-+5e-+8H+→Mn2++4H2O;
②中性:MnO4-+3e-+2H2O→MnO2+4OH-
③碱性:MnO4-+e-→MnO42-(溶液呈绿色)
MnO2的还原反应可表示如下:MnO2+4H++2e-→Mn2++2H2O
(1)MnO2与稀盐酸不能制取氯气,其原因是___________________________________。
(2)将PbO2投入到酸性MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色。下列叙述正确的是_______。(选填编号)
a.氧化性:PbO2>KMnO4 b.还原性:PbO2>KMnO4 c.该反应可以用盐酸酸化
(3)写出将SO2通入KMnO4溶液中所发生反应的离子方程式,并配平:
________________________________________________________________________。
(4)将高锰酸钾溶液逐滴加入到硫化钾溶液中可发生如下反应,已知产物中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成并配平该反应的化学方程式:
□KMnO4+□K2S+□__________→□K2MnO4+□K2SO4+□S↓+□__________,反应若生成5.44 g硫单质,反应过程中转移电子的物质的量为__________________。
铜(Cu)是重要金属,铜的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:
(1)向CuSO4浓溶液中滴入浓氨水,直至产生的沉淀恰好溶解,可得到深蓝色的透明溶液。再向其中加入适量乙醇,可析出深蓝色的Cu(NH3)4SO4•H2O晶体。
①沉淀溶解的离子方程式为_______________________________________________。
②乙醇的作用是_________________________________________________________。
③[Cu(NH3)4]2+具有对称的立体构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的立体构型为____________________,其中N原子的杂化轨道类型是________。
(2)金(Au)与铜为同族元素,铜与金可形成具有储氢功能的合金。
①合金中,原子间的作用力是_______________。已知Au为第六周期元素,则基态Au原子的价电子排布式为________,Au的原子序数为________。
②该储氢合金为立方最密堆积结构,晶胞中Cu原子位于面心、Au原子位于顶点,储氢时,H原子进入由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中,则该晶体储氢后的化学式为_______________。
水是生命之源,它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。
(1)在酸性溶液中,水分子容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。对于这一过程,下列描述不合理的是______________。
A.氧原子的杂化类型发生了改变 | B.微粒的形状发生了改变 |
C.微粒的化学性质发生了改变 | D.微粒中的键角发生了改变 |
根据价层电子对互斥理论推测H3O+的形状为_____________________。
(2)水分子和硫化氢分子的键角及中心原子的杂化方式如下表:
分子 |
H2O |
H2S |
中心原子杂化方式 |
sp3 |
|
键角 |
104.5° |
92.1° |
键长 |
95.7 pm |
133.6 pm |
根据表格中的数据判断O-H键键能______(填“>”、“=”或“<”)S-H键键能。用电负性知识解释H2O的键角大于H2S的键角的原因:________________________
__________________________________________________________。
(3)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能”是________kJ/mol。
某芳香烃A,分子式为C8H10;某烃类衍生物X,分子式为C15H14O3,能使FeCl3溶液显紫色。在一定条件下,它们有如下的转化关系(无机物已略去)。其中,G能与NaHCO3溶液反应,H不能与新制Cu(OH)2反应,J分子内有两个互为对位的取代基。
(1)A物质的名称为________________。写出所有属于芳香烃的A的同分异构体的结构简式__________________________________________________________________。
(2)J中所含的含氧官能团的名称为_____________________________________。
(3)E与G反应的化学方程式是________________________,反应类型是__________。
(4)B、C的混合物在NaOH乙醇溶液中加热可以生成同一种有机物I,以I为单体合成的高分子化合物的名称是_______________。
(5)已知J有多种同分异构体,写出符合下列性质的J的同分异构体的结构简式:
①与FeCl3溶液作用显紫色;
②与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生砖红色沉淀;
③苯环上的一卤代物有2种。
____________________________________________________________。
已知-NH2连在苯环上显碱性,-CONH2连在苯环上显中性。现有分子式为C7H7O2N的有机物,分子结构中有一个苯环和互为对位的两个侧链,试写出该分子式对应的符合下列条件的四种同分异构体的结构简式:
甲:既有酸性,又有碱性________________________________;
乙:只有酸性________________________________;
丙:既无酸性,又无碱性________________________________;
丁:只有碱性________________________________。