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(16分)氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,受热易分解。某小组模拟...

(16分)氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,受热易分解。某小组模拟制备氨基甲酸铵,反应如下(且温度对反应的影响比较灵敏):2NH3(g)+CO2(g)满分5 manfen5.comNH2COONH4(sΔH<0

(1)如用下图I装置制取氨气,可选择的试剂是                       

(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ所示,把NH3和CO2通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中。当悬浮物较多时,停止制备。

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注:CCl4与液体石蜡均为惰性介质。

发生器用冰水冷却的原因是                                           ,液体石蜡鼓泡瓶的作用是                                          

②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是             (填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是          (填写选项序号)。

a.常压加热烘干               b.高压加热烘干           c.减压40℃以下烘干

(3)制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。

①设计方案,进行成分探究,请填写表中空格。

限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解。

得到无色溶液

步骤2:向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置

若溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵。

步骤3:向试管中继续加入

,证明固体中含有碳酸氢铵。

②根据①的结论:取氨基甲酸铵样品3.95 g,用足量氢氧化钡溶液充分处理后,过滤、洗涤、干燥,测得沉淀质量为1.97 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为          。[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3=79、Mr(BaCO3)=197]

 

(每空2分) (1)浓氨水与氢氧化钠固体等合理答案 (2)①降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解); 通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例(或通过观察气泡,控制NH3与CO2的反应速率)②过滤;c (3)① 实验步骤 预期现象和结论 步骤3:少量澄清石灰水 溶液变浑浊 ②0.800或80.0%(有效数字没有考虑不扣分) 【解析】 试题分析:(1)图I装置中没有加热,只能用浓氨水与氢氧化钠固体或氧化钙固体反应制取氨气。 (2)①据信息“该反应为放热反应、生成物氨基甲酸铵(NH2COONH4)受热易分解”,因此为了提高反应物的 转化率或防止产物的分解,可用冰水冷却发生器;气体通过液体石蜡鼓泡瓶时能观察气泡数,调节NH3与CO2通入比例或控制NH3与CO2的反应速率;②根据“生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中”说明氨基甲酸铵难溶于CCl4(液体),采用过滤操作能将氨基甲酸铵从混合物中分离出来;为了防止氨基甲酸铵受热分解,采用“减压40℃以下”烘干产品。 (3)①在“限选试剂”中稀硝酸、稀盐酸与氨基甲酸铵、碳酸氢铵均能反应产生气体,不能用来验证碳酸氢铵;只有澄清石灰水与碳酸氢铵反应产生碳酸钙沉淀(溶液变浑浊);②根据①可知产品的成分有NH2COONH4、NH4HCO3,与足量氢氧化钡溶液充分反应生成BaCO3沉淀的物质的量为n(BaCO3)= ,根据碳原子守恒:n(NH4HCO3)=0.01mol,m(NH4HCO3)=0.01mol×79g/mol=0.79g,则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为×100%=80.0%。 考点:考查了物质的制备实验、很高生成条件的选择、化学计算等相关知识。  
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(14分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:

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(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)满分5 manfen5.com CO(g)+3H2(g) 满分5 manfen5.com

(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g) 满分5 manfen5.com

请回答下列问题:

(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。

①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)=  

②图中p1     p2(填“<”、”“>”或“=”)。

③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应如下:

CO2(g)+H2(g)满分5 manfen5.comCO(g)+H2O(g),为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为  

(2)合成甲醇:Cu2O/ZnO作催化剂的条件下2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图2所示。

反应(ii)需在   “高温”“低温”)才能自发进行

据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变,原因是           (用化学方程式表示)。

500恒压条件下,请在图2中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。

(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:

CH3OH(g)+CO(g)满分5 manfen5.comHCOOCH3(g)满分5 manfen5.com

科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:

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从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是       (填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。

②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是     

 

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(18分)Ⅰ.(8分)次磷酸(H3PO2)是一种一元中强酸,具有较强的还原性。试回答下列问题:

(1)P的原子结构示意图为   

(2)NaH2PO2    (填“正盐”或“酸式盐”),溶液中有关离子浓度从大到小的顺序为           

(3)H3PO2可将溶液中的银离子还原为银单质,若该反应的氧化产物的化学式为H3PO4 , 则氧化剂与还原剂的物质的量之比为      

Ⅱ.(10分)无机化合物A主要用于有机合成和药物制造,是具有良好前景的储氢材料。A中含有金属Li元素,遇水强烈水解,对化合物A加强热则其会发生分解反应(非氧化还原反应),生成化合物E和气体C。在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C (标准状况)。已知气体C极易溶于水得到碱性溶液, 电解无水B可生成金属单质D和氯气。请回答下列问题:

(1)A的化学式是    ,C的电子式是   

(2)写出化合物A与足量盐酸反应的化学方程式:            

(3)物质A在加强热分解的化学方程式为:                        

 

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(10分)溴水中存在化学平衡:Br2+H2O 满分5 manfen5.com HBr+HBrO,乙烯通入溴水中,生成A、B和C2H5Br三种物质(如图所示)

已知:R-CH2Cl + NaOH (水溶液  R-CH2OH + NaCl

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回答下列问题:

(1)写出B中所含官能团名称

(2)指出③的反应类型          ,写出I(环状)的结构简式          

(3)写出反应 的化学方程式                                     

写出反应 的化学方程式                                     

 

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有一未知的无色溶液,只可能含有以下离子中的若干种(忽略由水电离产生的H+、OH-):H+、NH4+KMg2+Cu2+Al3+NO3CO32-SO42-现取三份100mL溶液进行如下实验

第一份加足量AgNO3溶液后有白色沉淀产生。

②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99 g。

③第三份逐滴滴加NaOH溶液,测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图。

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根据上述实验,以下推测不正确的是

A原溶液一定不存在H+、Cu2+、CO32-

B不能确定原溶液是否含有K、NO3

C实验所加的NaOH的浓度为2mol·L-1

D原溶液确定含Mg2+Al3+NH4n(Mg2+):n(Al3+):n( NH4)=1:1: 2

 

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亚氯酸钠是一种高效氧化剂漂白剂,主要用于棉纺、亚麻、纸浆等漂白亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO2-、Cl- 等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体。经测定,25℃时各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl-没有画出)。则下列分析不正确的是

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A.亚氯酸钠在碱性条件下较稳定

B.25℃时,HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10-6

C.使用该漂白剂的最佳pH为3

D.25℃时,同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合,混合溶液中有则c(HClO2)+ 2c(H+)=c(ClO2-)+ 2c(OH-)

 

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