利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续地生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
则NH3催化氧化生成NO和H2O(g)的热化学反应方程式可表示为: 。
(2)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始氢气物质的量[用n(H2)表示]对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的影响,实验结果可表示成如右图所示的规律(图中T表示温度,n表示物质的量):
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是 。
②在起始时体系中加入N2的物质的量为1mol。若容器容积
为2L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K= 。
③图像中T1和T2的关系是:T1 T2。(填“>”“<”“=”“无法确定”)
(3)氨气和氧气从145℃就开始反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如下图):
4NH3+5O24NO+6H2O ;
4NH3+3O22N2+6H2O
温度较低时以生成 为主,温度高于900℃时,NO产率下降的原因 。
(4)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) △H>0,下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
t/s |
0 |
500 |
1000 |
c(N2O5)/mol·L—1 |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
则500s内NO2的生成速率可表示为____________________。
②下列情况能说明该反应已达平衡状态的是 。
A.单位时间内生成2mol NO2的同时消耗了lmol N2O5 B.混合气体的颜色不再发生变化
C.混合气体的密度保持不变 D.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
(I)多项选择题
CH3+、CH3-、CH3-都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是。
A.它们均由甲烷去掉一个氢原子所得 |
B.它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化 |
C.CH3-与NH3、H3O+互为等电子体,几何构型均为三角锥形 |
D.CH3+中的碳原子采取sp2杂化,所有原子均共面 |
E.两个CH3-或一个CH3+和CH3-结合均可得到CH3CH3
(II)
锌是一种重要的金属,锌及其化合物有着广泛的应用。
(1)指出锌在周期表中的位置:周期,族,区。
(2)葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH)4COO]2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn2+基态电子排布式;葡萄糖分子中碳原子杂化方式有。
(3)Zn2+能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2+。配位体NH3分子属于(填“极性分子”或“非极性分子”);在[Zn(NH3)4]2+中,Zn2+位于正四面体中心,N位于正四面体的顶点,试在左下图中表示[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与N之间的化学键。
(4)右上图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞,其中Zn和X通过共价键结合,该化合物的化学式为;该化合物的晶体熔点比干冰高得多,原因是。
(I)多项选择题
莽草酸是一种合成治疗甲型H1N1流感药物达菲的原料。鞣酸存在于苹果、生石榴等植物中。下列关于这两种有机物的说法不正确的是。
A.两种酸都能与溴水反应 |
B.两种酸遇三氯化铁溶液都显紫色 |
C.鞣酸分子与莽草酸分子相比多了两个碳碳双键 |
D.等物质的量的两种酸与足量金属钠反应时,产生氢气的量相同 |
E.等物质的量的两种酸与足量氢氧化钠溶液反应时,消耗氢氧化钠的量相同
(II)
近年来,金属有机化合物的研究越来越引起化学家的重视,其研究成果已应用于有机合成。
(一)二茂铁[Fe(C5H5)2]是铁的一种金属有机化合物,结构如右图
(E表示铁),其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为:。核磁共振法能够区分这两种结构,在核磁共振氢谱中,正确的结构有种峰,错误的结构有种峰。
(二)Grignard试剂是镁的一种金属有机化合物,它的合成方法是:
RX+MgRMgX(Grignard试剂)
生成的卤代烃基镁与具有羰基结构的化合物(醛、酮等)发生反应,再水解就能合成各种指定结构的醇:
现以2-丁烯和必要的无机物为原料合成3,4-二甲基-3-己醇,进而合成一种分子式为C10H16O4的具有六元环的物质J,合成线路如下:(提示:H的一氯代物只有3种)
请按要求填空:
(1)3,4-二甲基-3-己醇的结构简式是,它是图示中的哪种物质(填A~J的符号)。
(2)C+D→E的反应类型是______________,F→G的反应类型是________________。
(3)写出下列化学反应方程式(有机物请用结构简式表示):
A→B:。
(4)图示中的二元酸的名称是;I和该二元酸除了能反应生成J外,还可以在一定条件下发生缩聚反应生成高聚物。试写出此高聚物的结构简式。
有机物A、B、C有如图所示转化关系,A的分子式为C3H4O2,A可与Br2的四氯化碳溶液发生加成反应,1 mol A能与1molNaHCO3溶液恰好完全反应。B所含元素种类与A相同,相对分子质量为46,其中碳的质量分数为
52.2%,氢的质量分数为13%。试回答下列问题:
(1)A中所含官能团的名称为。
(2)B的分子式为,B的同系物D的相对分子质量为60,则D可能的结构简式为。
(3)A与B反应生成C的化学方程式为,
该反应属于反应。
(4)A、B的混合物共1mol,无论二者以何种比例混合,完全燃烧时下列量始终为定值的是。
a. 消耗氧气的量 b. 生成水的量 c. 生成二氧化碳的量
由硫可制得多硫化钠Na2Sx,x的值一般为2~6。当x=2时,多硫化钠称为过硫化钠。
Ⅰ.过硫化钠加入盐酸中有硫沉淀析出,写出该反应的化学方程式,该反应的还原产物是。
Ⅱ.某些多硫化钠可用于制作蓄电池。下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的原理图。
电池中的左右两侧为电极,中间为离子选择性膜,在电池放电和充电时该膜只允许钠离子通过。电池充、放电的化学反应方程式为:
(1)电池中的左侧“电极”的电极名称是(填“正极”或“负极”)。
(2)放电过程中钠离子从(选“左到右”或“右到左”)通过离子交换膜。
(3)写出充电过程中阳极的电极反应式。
在容积为2L的密闭容器中,进行反应:A(g)+2B(g) C(g)+D(g)
在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图所示。试回答下列问题:
(1)800℃时,0—5min内,以B的浓度变化表示的平均反应速率为。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是。
a.容器中压强不变b.混合气体中c(A)不变
c.2v正(B)=v逆(D)d.A、B、C、D四者共存
(3)该反应的正反应为反应(填吸热或放热);判断的理由是。
(4)若最初加入1.0molA和2.2molB,利用图中数据计算800℃时的平衡常数K(要求有计算过程)。