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(本题共14分)硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化...

(本题共14分)硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:

4NH3+5O2满分5 manfen5.com4NO+6H2O ----①    

4NO+3O2+2H2O→4HNO3 ----②

完成下列计算

52、如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应冷却后所得溶液中溶质的质量分数

                      保留2位小数下同)

53、现以1.70吨液氨为原料生产硝酸,然后加入4.50吨水,得到密度为1.31g/cm3的硝酸,该硝酸的物质的量浓度是               mol/L(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)

54、把22.40 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中,反应只收集到 0.30 mol NO2 和0.20 mol NO。通过计算推断反应后溶液中溶质的成分及其物质的量(写出计算过程)

55、硝酸工业尾气中的NO、NO2属于大气的主要污染物。已知1m3硝酸工业的尾气中含3160mg NOx,其中n(NO) : n(NO2) = 9:1。

(1)如果用NaOH溶液完全吸收NOx,至少需要补充标准状况下的富氧空气多少升?(富氧空气中O2的体积分数为0.25)(写出计算过程)

(2)如果用氨催化还原法,即用氨作催化剂,将NO、NO2转化为氮气直接排入空气中,需要氨气的质量为多少克?(写出计算过程)

 

(本题共14分) 52、0.78(2分) 53、10.40(2分) 54、Fe(NO3)2 0.3mol、Fe(NO3)3 0.1mol (4分) 55、⑴V(富氧空气):1.79 L (3分) ⑵m(NH3)= 1.25g (3分) 【解析】 试题分析: 52、将①和②两方程式相加可得:NH3+2O2H2O+HNO3 所得硝酸溶液中H2O和HNO3等物质的量混合,所得溶液的质量分数为:63/81=0.78 53、按照原子守恒,以1.70吨液氨为原料生产硝酸0.1×106mol,同时得到0.1×106mol水,再加入4.50吨水,可计算出溶液的总质量,结合密度为1.31g/cm3可推算出硝酸溶液的体积,最后算出硝酸的物质的量浓度是10.40mol/L。 54、22.40 g铁是0.4mol,假设反应后溶液中含有n1molFe2+、n2molFe3+,则(1)n1+ n2=0.4 (2)2 n1+3 n2=0.3×1+0.20×3 解得n1=0.3mol n2=0.1mol 故所得溶液中含有Fe(NO3)2 0.3mol、Fe(NO3)3 0.1mol 55、(1)需要氧气的原因是将N完全氧化为+5价,因此只要计算出3160mg NOx,并结合n(NO) : n(NO2) = 9:1,得到n1molNO、n2molNO2;依据电子守恒:3 n1+2 n2=4n(O2)可得所需要氧气的物质的量0.02mol,再计算出氧气的体积,就可以得到空气的体积,最终结果约为1.79L。 (2)利用(1)中所得n1molNO、n2molNO2;NO、NO2的还原产物和NH3的氧化产物均为N2,依据电子守恒:2 n1+4n2=3n(NH3) 可解出n(NH3),再计算出所需氨气的质量,结果为1.25g。 考点:无机化工流程 涉及氧化还原反应电子转移及电子守恒、溶液的质量分数及物质的量浓度计算等。  
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(本题共12分)药物心舒宁(又名冠心宁)是一种有机酸盐,用于治疗心脉瘀阻所致的冠心病、心绞痛等,可用以下路线合成。

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完成下列填空:

47、写出反应类型:反应               、反应               

48、写出结构简式:A                   、C                    

49、由1mol B转化为C,消耗H2的物质的量为                。如果将两步颠倒,则最后得到的是(写结构简式)                          

50、D有同类别的同分异构体E,写出E与乙二醇发生缩聚反应所得产物的结构简式              

51、写出与A的属于芳香族化合物的同分异构体与盐酸反应的化学方程式              

 

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(本题共10分)

已知:R-CH=CH-O-R′ 满分5 manfen5.com R-CH2CHO + R′OH(烃基烯基醚)

烃基烯基醚A的分子式为C12H16O。与A相关的反应如下:

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完成下列填空:

43、写出A的结构简式                               

44、写出C→D化学方程式                                                    

45、写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式                           

①能与FeCl3溶液发生显色反应;

②光照时与氯气反应所得的一氯取代产物不能发生消除反应

分子中有4种不同化学环境的氢原子。

46、设计一条由E合成对甲基苯乙炔(满分5 manfen5.com)的合成路线。

(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:

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本题共12磷矿石的主要成分是Ca5F(PO4)3,并含有少量MgOFe2O3等杂质。工业上以磷矿石为原料制备H3PO4一种生产流程如下

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已知:Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4→5Ca(H2PO4)2 + HF

38、写出有关操作的名称:Ⅰ___________、Ⅲ          。工艺流程中设计操作Ⅱ与Ⅲ的目的是                                  

39、若在实验室里采用此种方法溶解磷矿石,请写出必须的实验注意事项,并说明理由:             

40、磷矿石也可直接用硫酸溶解,两种工艺相比,该工艺的优点是____________________。

41、测定产品磷酸的浓度可采用滴定法。准确量取10.00 mL磷酸产品(密度为1.526g/cm3)溶于水配成1L溶液;取稀释后的溶液20.00mL,以甲基橙为指示剂,用0.103 mol/L标准NaOH溶液滴定;当观察到溶液恰好变色,且在半分钟内不变色,即为滴定终点(生成NaH2PO4),消耗标准溶液20.16 mL。

该实验过程中需要的定量仪器有______________________________(写名称)。

42、若理论上滴定应耗用标准溶液20.20 mL,则相对误差为______________(按近似计算法则)。该产品中磷酸的质量分数为              (保留3位小数)。

 

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(本题共12分)硝基苯是制造染料的重要原料。某同学在实验室里用图装置制取硝基苯,主要步骤如下:

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①在大试管里将2mL浓硫酸和1.5mL浓硝酸混合,摇匀,冷却到50~60℃以下。然后逐滴加入1mL苯,边滴边振荡试管。

②按图连接好装置,将大试管放入60℃的水浴中加热10分钟。

完成下列填空:

33、指出右图中的错误                                  

34、向混合酸中加入苯时,“逐滴加入”、“边滴边振荡试管”的目的是                

35、反应一段时间后,混合液明显分为两层,上层呈            色,其中主要物质是              (填写物质名称)。把反应后的混和液倒入盛有冷水的烧杯里,搅拌,可以看到      。(选填编号)

a.水面上是含有杂质的硝基苯       

b.水底有浅黄色、苦杏仁味的液体

c.烧杯中的液态有机物只有硝基苯   

d.有无色、油状液体浮在水面

36、为了获得纯硝基苯,实验步骤为:①水洗、分离;②将粗硝基苯转移到盛有_____________的烧杯中洗涤、用______________(填写仪器名称)进行分离;③              ;④干燥;⑤            

37、实验装置经改进后,该同学按照上述实验步骤重新进行了多次实验,充分反应后有两种情况出现,请帮助他作出分析:

(1)产率低于理论值,原因是                                             

(2)产率高于理论值,原因是                                             

 

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(本题共12分)二甲醚被称为21世纪的新型燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上常采用甲醇气相脱水法来获取。其反应方程式为:2CH3OH(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+H2O(g)

完成下列填空:

28、有机物分子中都含碳元素,写出碳原子最外层电子的轨道表示式               

写出甲醇分子中官能团的电子式                 

29、碳与同主族的短周期元素相比,非金属性较强的是          (填元素符号)。写出一个能证明你的结论的化学方程式                                     

30、在温度和体积不变的情况下,能说明反应已达到平衡状态的是       (选填编号)

a.CH3OH的消耗速率与CH3OCH3的消耗速率之比为2:1

b.容器内压强保持不变

c.H2O(g)浓度保持不变

d.气体平均相对分子质量保持不变

31、一定温度下,在三个体积约为2.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应:

容器

编号

温度(℃)

起始物质的量(mol)

平衡物质的量(mol)

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

I

387

0.40

0.16

0.16

387

0.80

a

 

207

0.40

0.18

0.18

(1)若要提高CH3OH的平衡转化率,可以采取的措施是       (选填编号)。

a.及时移走产物       b.升高温度     c.充入CH3OH      d.降低温度

(2)I号容器内的反应经过t min达到平衡,则CH3OH的平均反应速率为              (用含t的式子表示)。II号容器中a =            mol。

32、若起始时向容器I中充入CH3OH 0.2mol、CH3OCH3 0.30mol和H2O 0.20mol,则反应将向           (填“正”“逆”)反应方向进行。

 

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