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已知空气组成(体积分数)N2:0.800,O2:0.200,氨空气氧化后的混合气...

已知空气组成(体积分数)N20.800O20.200,氨空气氧化后的混合气体组成如下(高温下NOO2可以共存)NO16 molO27.00 molH2O24.5 molN2112 mol

完成下列计算:

(1)该混合气体中NO全部转化为HNO3,需要___________摩尔O2

(2)参加反应的空气的体积是___________升。(标准状况下)

(3)向该混合气体中添加空气使NO完全转化为 HNO3,转化后剩余气体中(不含H2O)氧气体积分数为0.0500。添加空气多少摩尔?___________

(4)该混合气体的组成表明NH3氧化产生的NO超过16 mol,有部分NO已和O2H2O 反应转化为HNO3。这部分NO是多少摩尔? _______

 

12 2352 69 0.500 【解析】 (1)NO完全转化为硝酸,发生反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,据此计算需要氧气总物质的量,减去混合气体中氧气物质的量即为需要加入的氧气; (2)氮气不参加反应,结合氮气体积分数计算通入空气体积,用通入的空气体积减去剩余空气的体积即为参加反应的空气体积; (3)剩余气体为氮气、氧气混合气体,假设需要通入空气为x mol,表示转化后氮气物质的量,根据方程式计算参加反应氧气物质的量,进而表示出剩余氧气物质的量,利用体积分数列方程计算; (4)反应过程中氮气的量不变,结合氮气体积分数计算原空气中氧气物质的量,根据4NH3+5O24NO+6H2O计算参加反应的氧气,根据氧气物质的量守恒计算反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3中消耗的氧气,进而计算转化为HNO3的NO。 (1)NO完全转化为硝酸,发生反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,根据方程式可知n(NO):n(O2)=4:3,n(NO)=16 mol,所以反应需要氧气总物质的量n(O2)=16 mol×=12 mol; (2)氮气不参加反应,N2的体积分数为0.800,故通入空气体积为V(空气)=×22.4 L/mol=3136 L,则参加反应的空气体积为:3136L-×22.4 L/mol=2352L; (3)剩余气体为氮气、氧气混合气体,假设需要通入空气的物质的量为x mol,表示转化后N2物质的量为112 mol+0.8x mol,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,需要氧气总物质的量为n(O2)=16 mol×=12 mol,则剩余氧气为0.2x mol+7.00 mol-12 mol=(0.2x-5)mol,转化后剩余气体中(不含H2O) O2体积分数为0.0500。则=0.0500,解得x=69 mol; (4)空气中N2与O2的物质的量比4:1,反应过程中N2的量不变,原来O2的物质的量为112 mol×=28 mol。 设转化为HNO3的物质的量为n mol,则氨氧化产生的NO的物质的量为(16+n)mol, 由4NH3+5O24NO+6H2O可知,生成(16+n)mol NO消耗氧气为(16+n)mol×=(20+n)mol,则4NO+3O2+2H2O=4HNO3中消耗O2的物质的量为:28 mol-7 mol-(20+n)mol=n mol,解得n=0.500。
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2010年诺贝尔化学奖获得者赫克、伊智根岸()和铃木彰()在钯催化交叉偶联反应方面的研究,为化学家提供了更为精确、有效的工具,极大促进了制造复杂化学物质的可能性。已知一种钯催化的交叉偶联反应可以表示为:

下面是利用钯催化的交叉偶联反应,以烃A与苯为原料合成某个复杂分子L(相对质量不超过200)的过程,其中F在浓硫酸作用下可以发生两种不同的反应分别形成HG

(1)写出反应的反应类型:④____________  ________________

(2)写出反应需要的无机反应物、反应条件:

_______________,⑤_________________

(3)根据要求完成下列两个空格:

用系统命名法给物质A命名:________________

写出物质L的结构简式:__________________

(4)写出下列反应的化学方程式:

C→D_________________________

F→G_________________________

(5)H有多种同分异构体,请写出一种符合下列条件的结构简式:_________

i. 能发生水解反应       ii. 分子中只含有两个甲基        iii. 不含环状结构

 

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乙烯是重要的化工基础原料。用乙烯合成光学树脂CR-39单体的过程如下:

已知:iCR-39单体结构简式是:

ii.酯与醇有如下反应:

(1)乙烯转化为A的反应类型是___________

(2)DE的分子中,都只有一种化学环境的氢原子。 D的结构简式是__________E为五元环状化合物,ECH3OH反应的化学方程式是_____________

(3)G与足量NaOH溶液反应的化学方程式是________________

(4)F的一种同分异构体K,其分子中不同化学环境的氢原子个数比是3111,且能与NaHCO3反应。

K能发生消去反应,生成的有机物的结构简式是______________

K在一定条件下合成高分子化合物的化学方程式是_______________

(5)下列有关C的叙述正确的是(填写序号)_______

a. 能与乙酸发生酯化反应             b. 能与乙醇发生酯化反应

c. 1 mol C最多能与2 mol Na反应      d. C的同分异构体不能发生银镜反应

 

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硫酸亚锡(SnSO4)、四氯化锡(SnCl4)常用于印染和电镀工业。某研究小组设计制备SnSO4SnCl4路线如下。完成下列填空:

()制备SnSO4

已知:酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2Sn4两种主要存在形式,Sn2易被氧化;SnCl2极易水解。

(1)SnCl2用盐酸进行酸溶的原因是_____________________

(2)步骤Ⅱ中用到的玻璃仪器除烧杯外还有____________;步骤Ⅳ中需要洗涤固体SnO中含有的杂质,检验SnO中的Cl-是否洗涤干净的操作为______________

(3)步骤Ⅴ依次操作:蒸发浓缩、__________________、洗涤、低温干燥,即可得到产物。

()制备SnCl4

实验室用熔融的金属锡与干燥纯净的氯气制取无水SnCl4(SnCl4熔点-33℃,沸点114.1℃,遇潮湿空气极易水解),此反应过程放出大量的热。实验装置如图所示:

(4)仪器B的名称______________

(5)图中尾气处理装置不够完善,改进的方法是:________________(可以画图,也可以用文字表述,需注明仪器、试剂及连接位置等)

(6)若反应中用去锡粉11.9 g,反应后在锥形瓶中收集到23.8 g SnCl4,则SnCl4的产率为__________

 

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制烧碱所用盐水需两次精制。

第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+Mg2+Fe3+SO42-等离子,过程如下:

Ⅰ.向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;

Ⅱ.向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;

Ⅲ.滤液用盐酸调节pH,获得一次精制盐水。

已知:过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20/g)如表:

完成下列填空:

CaSO4

Mg2(OH)2CO3

CaCO3

BaSO4

BaCO3

2.6×10-2

2.5×10-4

7.8×10-4

2.4×10-4

1.7×10-3

 

(1)过程Ⅰ除去的离子是_______________

(2)检测Fe3+是否除尽的方法是____________________

(3)过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2,请运用表中数据解释原因______________

(4)除去Mg2+的离子方程式是________________

(5)检测Ca2+Mg2+Ba2+是否除尽时,只需检测Ba2+即可,原因是_____________

第二次精制要除去微量的I-IO3-NH4+Ca2+Mg2+,流程示意如图:

(6)过程Ⅳ除去的离子是__________________

(7)过程VI中,在电解槽的阴极区生成NaOH,结合化学平衡原理解释___________

 

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以下是处于研究阶段的人工固氮的新方法。N2在催化剂表面与水发生反应:2N2(g) +6H2O(l)4NH3(g) +3O2(g)  H=+1530.4 kJ/mol,完成下列填空:

(1)该反应平衡常数的表达式K=______________

(2)上述反应达到平衡后,保持其他条件不变,升高温度,重新达到平衡时_______

a. 平衡常数K增大             b. H2O的浓度减小

c. 容器内的压强增大           d. v(O2)减小

(3)部分实验数据见下表(条件:2 L容器、催化剂、光、N21 mol、水3 mol、反应时间3 h):

序号

第一组

第二组

第三组

第四组

t/

30

40

50

80

NH3生成量/(10-6mol)

4.8

5.9

6.0

2.0

 

 

第四组容器中3小时内以NH3表示的平均反应速率是______________。第四组容器内NH3生成量最小的可能原因是__________________

(4)若用该反应进行工业生产,请选择适宜的条件________________(答两条)

(5)工业合成氨时,合成塔中每产生1 mol NH3,放出46.1 kJ的热量,则工业合成氨的热化学方程式是_____________________

(6)已知:N2(g) 2N(g)        H2(g) 2H(g),则断开1 mol NH键所需的能量是_______kJ

 

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