(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) △H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H= 。(请用含有△H1、△H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 |
2.4 |
T2 |
2.0 |
已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ,平衡时N2的转化率α(N2)= 。
③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量()、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为 g(假设溶液电解前后体积不变)。
已知2X2(g)+Y2(g)2Z(g),△H=-a kJ•mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2molX2和1molY2,在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol•L-1,放出热量b kJ。
(1)此反应平衡常数表达式为 ▲;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将 ▲(填增大、减少或不变)。
(2)若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度
▲Wmol•L-1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系 ▲(用代数式表示)。
(3)能说明反应已达平衡状态的是 ▲。
A.浓度c(Z)=2c(Y2) | B.容器内压强保持不变 |
C.v逆(X2)=2v正(Y2) | D.容器内的密度保持不变 |
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2mol X2和1mol Y2达到平衡后,Y2的转化率将 ▲(填“变大”、“变小”或“不变”)。
如下图所示,若电解5min时铜电极质量增加2.16g,试回答:
(1)电源电极x名称为 ▲。
(2)pH变化:B ▲,C ▲。(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)通电5min时,B中共收集到224mL气体(标况),溶液体积为200mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为 ▲(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后,溶液的pH是 ▲(设电解前后溶液体积无变化)。
(15分)肉桂酸甲酯()常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。
(!)关于肉桂酸甲酯属类的说法,正确的是:
a.芳香烃 b.烯烃 c.芳香酸 d.芳香醛 e.芳香醇 f,芳香酯
(2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线表示单键或双键)。
G的结构简式为。
(3)用芳香烃A为原料合成G的路线如下:
①化合物E中的官能团有(填名称)。
②F G的反应类型是,该反应的化学方程式为。
(10分)根据图示填空:
(1)化合物A的分子式为C4H4O3, 则A含有的官能团的名称是
(2)1molA 能与2mol H2反应生成1mol E ,其反应方程式是
(3)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式为
(4)F的结构简式是。
某有机物X是农药生产中的一种中间体,其结构简式为如图)
(1)X的分子式为____________
(2)X可能发生多种反应,下列有关X发生化学反应的叙述中正确的是
A.在氢氧化钠醇溶液中共热能发生消去反应 |
B.在铜作催化剂时加热,可被氧气氧化生成能发生银镜反应的物质 |
C.在浓硫酸存在时加热可发生消去反应 |
D.在铁作催化剂时,可跟液溴发生取代反应 |
(3)写出X跟氢氧化钠稀溶液共热时所发生反应的化学方程式___________________。
(4)X可能有多种同分异构体,写出符合下列条件的一种同分异构体的结构简式__________。
①苯环只有处于对位上的两个取代基
②遇氯化铁溶液不变色,但遇pH试纸显红色