M为一种医药的中间体,其合成路线为: (1)A的名称____。 (2)C中含有的含氧官能团名称是____。 (3)F生成G的反应类型为____。 (4)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式____ ①能发生银镜反应 ②遇到FeCl3溶液显紫色 ③苯环上一氯代物只有两种 (5)H与乙二醇可生成聚酯,请写出其反应方程式____ (6)写出化合物I与尿素(H2N - CO - NH2)以2:1反应的化学方程式____ (7)参考题中信息,以1,3-丁二烯(CH2=CHCH= CH2)为原料,合成,写出合成路线流程图(无机试剂任选)____。
过渡元素有特殊性能常用于合金冶炼,p区元素用于农药医药、颜料和光电池等工业。 (l)量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道,电子除空间运动状态外,还有一种运动状态叫作_______ (2)基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为____。 (3)Cr3+可以与CN -形成配离子,其中Cr3+以d2sp3方式杂化,杂化轨道全部用来与CN -形成配位键,则Cr3+的配位数为 ______,1 mol该配离子中含有_______ molσ键。 (4)单晶硅可由二氧化硅制得,二氧化硅晶体结构如图所示,在二氧化硅晶体中,Si、O原子所连接的最小环为____元环,则每个O原子连接________个最小环。 (5)与砷同周期的p区元素中第一电离能大于砷的元素有 ________(填元素符号);请根据物质结构的知识比较酸性强弱亚砷酸(H3AsO3,三元酸)____HNO3(填>,=,<)。 (6) Zn与S形成晶胞结构如图所示,晶体密度为p g/cm3,则晶胞中距离最近的Zn、S之间的核间距离是____pm。(NA表示阿伏加德罗常数,用含p、NA等的代数式表示)
贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:① ① ② ③ ④ (l)温度为TK时,催化由CO、H2合成CH4反应的热化学方程式为____。 (2)已知温度为TK时的活化能为485.2 kJ/mol,则其逆反应的活化能为____kJ/mol。 (3)TK时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的CO(g)和H2O(g)发生上述反应②(已排除其他反应干扰),测得CO(g)物质的量分数随时间变化如下表所示: 若初始投入CO为2 mol,恒压容器容积10 L,用H2O(g)表示该反应0-5分钟内的速率v(H2O(g))=____。6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为____ (4)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应④,若起始压强为101 kPa,达到平衡转化率为50. 0%,则反应的平衡常数Kp= _____用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。 (5)某温度下,将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应③。经过5 min后,反应达到平衡,此时转移电子6 mol。若保持体积不变,再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH,此时v(正)____v(逆)(填“>” “<”或“=”)。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是____。 a CH3OH的质量不变 b 混合气体的平均相对分子质量不再改变 c v逆(CO)=2v正(H2) d 混合气体密度不再发生改变 (6)已知400 K、500 K时水煤气变换中CO和H,分压随时间变化关系如下图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的pH2O和PCO相等、PCO2和pH2相等;已知700 K时的K=l. 31。 400 K时pH2随时间变化关系的曲线是 _____500 K时pCO随时间变化关系的曲线是____
草酸及其盐是重要的化工原料,其中最常用的是三草酸合铁酸钾和草酸钴,已知草酸钴不溶于水,三草酸合铁酸钾晶体()易溶于水,难溶于乙醇。这两种草酸盐受热均可发生分解等反应,反应及气体产物检验装置如图。 (l)草酸钴晶体()在200℃左右可完全失去结晶水。用以上装置在空气中加热5. 49 g草酸钴晶体()样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。 实验过程中观察到只有B中澄清石灰水明显变浑浊,E中始终没有红色固体生成。根据实验结果,290 - 320℃过程中发生反应的化学方程式是____;设置D的作用是____。 (2)用以上装置加热三草酸合铁酸钾晶体可发生分解反应。 ①检查装置气密性后,先通一段时间的N2,其目的是 ___;结束实验时,先熄灭酒精灯再通入N2至常温。实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊,E中有红色固体生成,则分解得到的气体产物是____。 ②C的作用是是____。 (3)三草酸合铁酸钾的一种制备流程如下: 回答下列问题: ①流程“I”硫酸必须过量的原因是 ____ ②流程中“Ⅲ”需控制溶液温度不高于40℃,理由是____;得到溶液后,加入乙醇,然后进行过滤。加入乙醇的理由是____
高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收含硫废渣产生的废气制备,工艺如下图所示。 已知:浸出液的pH <2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。请回答下列问题: (l)高温焙烧前需将矿石研成粉末,其目的是____。 (2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是____(用离子方程式表示);写出“沉锰”的离子方程式____。 (3)下列各组试剂中,能准确测定尾气中SO2含量的是____。(填编号) a NaOH溶液、酚酞试液 b 稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 c 碘水、淀粉溶液 d 氨水、酚酞试液 (4)滤渣的主要成分有____。 (5)若要从MnSO4溶液中得到高纯硫酸锰必须进行的实验操作顺序是____(用字母填空)。 a 过滤洗涤 b 蒸发浓缩 c 冷却结晶 d 干燥 (6)已知:pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10 -6mol/L),需调节溶液pH范围为____
X、Y、Z、W均是短周期元素,且核电荷数依次增大,X2 -与Y+有相同的电子层结构,Z是第3周期元素的简单离子中半径最小的,W的单质有多种同素异形体,其氧化物是形成酸雨的主要原因之一。下列说法正确的是 A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:Y>Z>W C.离子半径:Y+> X2- D.Y与W形成的化合物的水溶液显碱性
继电器在控制电路中应用非常广泛,有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。以下关于该继电器的说法中错误的是 已知电极材料为纳米Fe2O3,另一极为金属锂和石墨的复合材料。 A.充电完成时,电池能被磁铁吸引 B.该电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、锂盐等原料组成 C.充电时,该电池正极的电极反应式为3Li2O+2Fe-6e-═Fe2O3+6Li+ D.放电时,Li作电池的负极,Fe2O3作电池的正极
pC类似pH,如图为CO2的水溶液中加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中各种组分的pC - pH图。依据图中信息,下列说法不正确的是 A.不能在同一溶液中大量共存 B.H2CO3电离平衡常数 C.人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()可以抵消少量酸或碱,维持pH =7.4,但当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的最终将变大 D.pH =9时,溶液中存在关系
CuO有氧化性,能被NH3还原,为验证此结论,设计如下实验。 有关该实验的说法正确的是 A.反应时生成一种无污染的气体NO B.NH3与CuO反应后生成的红色物质可能是Cu C.装浓氨水的装置名称是分液漏斗,只能用作分液操作 D.烧杯中硫酸的作用是防倒吸
关于化合物2一呋喃甲醛()下列说法不正确的是 A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.含有三种官能团 C.分子式为C5H4O2 D.所有原子一定不共平面
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是 A.氯碱工业中完全电解含2 mol NaCl的溶液产生H2分子数为NA B.14 g分子式为CnH2n的烃中含有的碳碳双键数为NA/n C.2.0 g H218O与2.0 g D2O中所含的中子数均为NA D.常温下,将56 g铁片投入到足量的浓硫酸中生成SO2的分子数为1. 5NA
化学在生活中发挥着重要的作用,下列说法错误的是 A.食用油脂饱和程度越大,熔点越高 B.纯铁易被腐蚀,可以在纯铁中混入碳元素制成“生铁”,以提高其抗腐蚀能力 C.蚕丝属于天然高分子材料 D.《本草纲目》中的“石碱”条目下写道:“采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面。”这里的“石碱”是指K2CO3
含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。请按要求回答下列问题 (1)利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如下图所示。A包含物质为H2O和___________(填化学式) (2)已知:4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) △H1=-a kJ/mol 4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) △H2=-b kJ/mol H2O(l)=H2O(g) △H3=+c kJ/mol 则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)的△H=___________ kJ/mol (3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN的反应为:CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g ) △H>0 ①其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图甲所示。则X可以是___________(填字母序号) a.温度 b.压强 c.催化剂 d. ②在一定温度下,向2L密闭容器中加入 n mol CH4和2 moI NH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图乙所示。 a点时,CH4的转化率为___________%;平衡常数:K(a)_____K(b)(填“>”“=”或“<”)。 (4)肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2,其反应原理可表示为: Mb(ag)+O2(g)MbO2(aq),该反应的平衡常数可表示为:。在37℃条件下达到平衡时,测得肌红蛋白的结合度(a)与P(O2)的关系如图丙所示[]。研究表明正反应速率ν正=k正·c(Mb) · P(O2),逆反应速率ν逆=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。 ①试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K=___________(用含有k正、k逆的式子表示)。 ②试求出图丙中c点时,上述反应的平衡常数K=___________kPa-1。已知k逆=60s-1,则速率常数k正=___________s-1·kPa-1。
碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素,在工农业生产中有广泛的应用。 与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。 已知:
则______ ; 时,在2L密闭容器中发生可逆反应: ,的物质的量浓度随时间变化如图所示。达平衡时,的浓度为的2倍,回答下列问题。 时,该反应的平衡常数为精确到小数点后两位 ______。 在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。 下列说法正确的是______ 、C两点的反应速率: 、C两点气体的颜色:A深,C浅 由状态B到状态A,可以用加热的方法 若反应在398K进行,某时刻测得,,则此时______填“”、“”或“” 在分析试剂、电子工业中用途广泛。现向100mL 溶液中滴加溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点, 水的电离程度最大的是______; 其溶液中的数值最接近的电离常数K数值的是______。
汽车发动机工作时会产生包括CO、NOx等多种污染气体,涉及到如下反应: ①N2(g)+O2(g)2NO(g) ②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ③NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) 弄清上述反应的相关机理,对保护大气环境意义重大,回答下列问题: (1)请根据下表数据填空:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=________。
(断开1mol物质中化学键所需要的能量) (2)实验测得反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0的即时反应速率满足以下关系式: v正=k正·c2(NO)·c(O2);v逆=k逆·c2(NO2),k正、k逆为速率常数,受温度影响 ①温度为T1时,在1L的恒容密闭容器中,投入0.6 molNO和0.3 molO2达到平衡时O2为0.2 mol;温度为T2时,该反应存在k正=k逆,则T1_______ T2 (填“大于”、“小于”或“等于”)。 ②研究发现该反应按如下步骤进行: 第一步:NO+NON2O2 快速平衡 第二步:N2O2 +O22NO2 慢反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v1正=k1正×c2(NO);v1逆=k1逆×c(N2O2) 下列叙述正确的是______ A.同一温度下,平衡时第一步反应的越大反应正向程度越大 B.第二步反应速率低,因而转化率也低 C.第二步的活化能比第一步的活化能低 D.整个反应的速率由第二步反应速率决定 (3)科学家研究出了一种高效催化剂,可以将CO和NO2两者转化为无污染气体,反应方程式为:2NO2(g)+4CO(g) =4CO2(g)+N2(g) △H<0 某温度下,向10L密闭容器中分别充入0.1molNO2和0.2 molCO,发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如下表所示:
回答下列问题: ①在此温度下,反应的平衡常数Kp=_________kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果精确到小数点后2位);若保持温度不变,再将CO、CO2气体浓度分别增加一倍,则平衡_____(填“右移”或“左移”或“不移动”); ②若将温度降低,再次平衡后,与原平衡相比体系压强(p总)如何变化?_______(填“增大”、“减小”或“不变”),原因是__________。
许多含氮物质是农作物生长的营养物质。 (1)肼(N2H4)、N2O4常用于航天火箭的发射。已知下列反应: ①N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1 ②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112kJ·mol-1 ③2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57kJ·mol-1 ④2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136kJ·mol-1 则N2H4与O2反应生成氮气与水蒸气的热化学方程式为_________________。 (2)一定温度下,向某密闭容器中充入1 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示: ①a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为_______。平衡时若保持压强、温度不变,再向体系中加入一定量的Ne,则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。 ②a点时NO2的转化率为___________,用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数Kp,则该温度下Kp=________Pa-1。 (3)已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)中,v正=k正c(N2O4),v逆=k逆c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K=10,则k正=______k逆。升高温度,k正增大的倍数_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。 (4)氨气是合成众多含氮物质的原料,利用H2-N2—生物燃料电池,科学家以固氮酶为正极催化剂、氢化酶为负极催化剂,X交换膜为隔膜,在室温条件下即实现了合成NH3的同时还获得电能。其工作原理图如下: 则X膜为___________交换膜,正极上的电极反应式为______________________。
甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)可用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,该物质可由甲胺(CH3NH2)、PbI2及HI为原料来合成。请回答下列问题: (1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)===CH3NH2(g)+H2O(g),已知该反应中相关化学键的键能数据如下表所示: 则该反应的△H=___________kJ·mol-1 (2)工业上利用水煤气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0。一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,5min末反应达到化学平衡状态,测得各组分浓度如下表所示。 ①0~5min内,用CO表示的平均反应速率为___________。 ②既能加快反应速率,又能提高氢气转化率的措施有___________(答一条即可)。 ③能说明上述反应已达化学平衡状态的是___________(填字母)。 A.v正(CO)=2v逆(H2) B.混合气体密度保持不变 C.反应容器内压强保持不变 D.混合气体的平均摩尔质量不变 (3)PbI2可由Pb3O4和HI反应制备,反应的化学方程式为___________。 (4)常温下PbI2饱和溶液中c(I-)=2.0×10-3mol·L-1,则Ksp(PbI2)=___________;已知Ksp(PbS)=4.0×10-28,则反应PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数K=___________。 (5)HI的分解反应曲线和液相法制备HI的反应曲线分别如图1和图2所示: ①反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的△H___________(填“>”或“<")0。 ②将SO2通入碘水中会发生反应:SO2+I2+2H2O===4H++SO42-+2I-,I2+I-I3-。图2中曲线b所代表的微粒是___________(填微粒符号)。
氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。 (1)发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。肼(N2H4)与N2O4的反应为 2N2H4 (g)+ N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) △H=-1077 kJ·mol-1。 已知相关反应的化学键键能数据如下表所示:
①使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是________________。 ②下列能说明2N2H4 (g)+ N2O4(g)==3N2(g)+4H2O(g) △H 达平衡状态的是________ a.混合气体的平均相对分子质量不变 b.V(N2)=3V( N2O4) c.N2H4的质量保持不变 d. △H不再变化 (2)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 2NO2(g)。将一定量的N2O4放人恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如下图所示。 ①由图推测该反应的△H_______0(填>”或“<”),理由为____________________________。 ②图中a点对应温度下,已知N2O4的起始压强p0为108 kPa,则该温度下反应的平衡常数Kp=________________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 (3)电解NO2制备NH4NO3,其工作原理如下图所示。 ①阴极的电极反应式为____________________________________________________。 ②为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充某种化合物——物质A,则A的化学式为________________。
研究氮氧化物的反应机理,对于消除其对环境的污染有重要意义。 (1)升高温度,绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率却随着温度的升高而减小。查阅资料知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步: I.2NO(g) N2O2(g)(快) △H1<0 v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2) Ⅱ.N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) △H2<0 v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2) 请回答下列问题: ①反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的△H=___________(用含△H1和△H2的式子表示)。一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=___________,升高温度,K值___________(填“增大”“减小”或“不变”) ②决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是反应Ⅱ,反应I的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1___________E2(填“>”“<”或“=”)。由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为___________(填字母)。 (2)通过图所示装置,可将汽车尾气中的NO、NO2转化为重要的化工原料HNO3,其中A、B为多孔惰性电极。该装置的负极是__________ (填“A”或“B”),B电极的电极反应式为__________。 (3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1L溶液甲,溶液乙为0.1mol/L的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3-)、c (NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为__________(已知HNO2的电离常数Kα=7.1×10-4mol/L,CH3COOH的电离常数Kα=1.7×10-5mol/L)。可使溶液甲和溶液乙的pH相等的方法是__________。 a.向溶液甲中加适量水 b.向溶液甲中加适量NaOH c.向溶液乙中加适量水 d.向溶液乙中加适量NaOH
处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。 (1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) △H。几种物质的相对能量如下: ①△H=___________ kJ·mol-1。改变下列“量”,一定会引起△H发生变化的是___________(填代号) A.温度 B.反应物浓度 C.催化剂 D.化学计量数 ②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行: 第一步:Fe++N2O===FeO++N2;第二步:____________(写化学方程式)。 第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率_____第一步反应速率(填“大于”或“等于”)。 (2)在实验室,采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO,发生反应:I2O5 (s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。 ①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是________。 ②在此温度下,该可逆反应的平衡常数K=___________(用含x的代数式表示)。 (3)工业上,利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO(g)和 n molH2,在250℃发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中,CO的平衡转化率最大的点是___________。 (4)有人提出,利用2CO(g)===2C(s)+O2(g)消除CO对环境的污染,你的评价是___________(填“可行”或“不可行”) (5)CO-空气碱性燃料电池(用KOH作电解质),当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式:_________。
碳热还原法广泛用于合金及材料的制备。回答下列问题: (1)一种制备氮氧化铝的反应原理为23Al2O3+15C+5N2=2Al23O27N5+15CO ,产物Al23O27N5中氮的化合价为______,该反应中每生成1 mol Al23O27N5,转移的电子数为________NA。 (2)真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下: Ⅰ.Al2O3(s)+3C(s)=Al2OC(s)+2CO(g) ΔH1 Ⅱ.2Al2OC(s)+3C(s)=Al4C3(s)+2CO(g) ΔH2 Ⅲ.2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3 ①ΔH3=_________(用ΔH1、ΔH2表示)。 ②Al4C3可与足量盐酸反应制备一种烃。该反应的化学方程式为________________。 (3)下列是碳热还原法制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数值与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数)。 Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+5CO(g) Kp(Ⅰ) Ⅱ.Mn(s)+CO2(g)MnO(s)+CO(g) Kp(Ⅱ) Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g) Kp(Ⅲ) ①ΔH>0的反应是____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 ②1 200 K时,在一体积为2 L的恒容密闭容器中有17.7 g Mn3C(s)和0.4 mol CO2,只发生反应Ⅰ,5 min 后达到平衡,此时CO的浓度为0.125 mol/L,则0~5 min内v(CO2)=_________。 ③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应Ⅱ,下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是____(填字母)。 A.容器的体积不再改变 B.固体的质量不再改变 C.气体的总质量不再改变
H2是一种重要的清洁能源。 (1)2018年我国某科研团队利用透氧膜,一步即获得合成氨原料和合成液态燃料的原料。其工作原理如图所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。工作过程中,膜I侧所得=3,则膜I侧的电极方程式为________________________。 (2)已知: CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ/mol, CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3= -41.1 kJ/mol,H2还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1,则ΔH1=_____________ kJ/mol,该反应自发进行的条件为_________。 A.高温 B.低温 C.任何温度条件下 (3)恒温恒压下,在容积可变的密闭容器中加入1mol CO和2.2 mol H2,发生反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得平衡时CO的转化率随温度、压强的变化如图所示。 P1_______P2,判断的理由是____________________________。 (4)若反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1L的密闭容器中发生,反应过程中各物质的物质的量随时间变化见下表所示:
①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是_____(填字母); A.容器内压强保持不变 B.2v正(H2)=v逆(CH3OH) C.混合气体的相对分子质量保持不变 D.混合气体的密度保持不变 ②若起始压强为P0 kPa,则在该温度下反应的平衡常数Kp=__________(kPa)-2。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。 ③反应速率若用单位时间内分压的变化表示,则10min内H2的反应速率v(H2)= _______Pa/min。
金属锰在冶金工业中用来制造特种钢,常作为脱硫剂和去氧剂,其化合物广泛应用于电池、机械制造业等领域。 (1)以软锰矿(主要为MnO2)为原料通过热还原法得到金属锰涉及的两个反应: ①3MnO2(s)=Mn3O4(s)+ O2(g) △H1= akJ•mol-1 ②3Mn3O4(s)+ 8Al(s) =4A12O3(s) + 9Mn(s) △H2= bkJ•mol-1 已知A1的燃烧热为 ckJ•mol-1,则MnO2与A1发生铝热反应的热化学方程式为___________。 (2)科研人员将制得的锰粉碎后加入到SnCl2溶液中使其浸出(假定杂质不反应,溶液 体积不变),发生反应Mn(s)+ Sn2+(aq)Mn2+(aq)+ Sn(s)(已知含Sn2+水溶液为米黄色) 请回答下列问题: ①为加快反应速率可以采取的措施有__________;不考虑温度因素,一段时间后Mn的溶解速率加快,可能的原因是____________________。 ②下列能说明反应已达平衡的有____________________(填编号)。 A.溶液的颜色不发生变化 B.溶液中c(Mn2+)=c( Sn2+) C.体系中固体的质量不变 D.Mn2+与Sn2+浓度的比值保持不变 ③室温下,测得溶液中阳离子浓度c(R2+)随时间的变化情况如下图所示,则上述反应的平衡常数K=_________________,Mn2+的产率为____________。 ④若其他条件不变,10min后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍,则 再次平衡时c(Mn2+) =____________(不考虑离子水解的影响)。 (3)MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得,其阳极反应式为_____________________,阳极附近溶液的pH____________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)电解制锰后的废水中含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入等体积的Na2S溶液,进行二级沉降。为了将Mn2+的浓度降到1.0×l0-9mol/L,则加入的Na2S溶液的浓度至少是____________mol/L [已知Ksp(MnS)=4.5×l0-14]。
(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2 molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从反应开始至达到平衡,用氢气表示的平均反应速率υ(H2)=_______mol/(L·min) ②下列说法正确的是______(填字母序号)。 A.达到平衡时,CO的转化率为75% B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变 C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小 D.2min前υ(正)>υ(逆),2min后υ(正)<υ(逆) ③该条件下反应的平衡常数K=______。 (2)已知:I.CO的燃烧热为△H=-283.0kJ·mol-1 II.H2O(1)=H2O (g) △H=+44.0 kJ·mol-1 III.2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+ H2O(g) △H=-15.5 kJ·mol-1 则①2CH3OH(g)+CO(g)+O2(g)CH3OCOOCH3(g)+ H2O( l) △H=_____。 ②对于可逆反应2CH3OH(g)+CO(g)+ O2(g)CH3 OCOOCH3(g)+H2O(1)采取以下措施可以提高CH3OCOOCH3产率的是____(填字母) A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积 C.减少水量 D.选用适当的催化剂 (3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为:3Zn(OH)+2Fe(OH)3+4KOH 3Zn+2K2 FeO4+8H2O,则充电时的阳极反应式为_______。 (4)若往20mL0.0lmol/L的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液,测得混合溶液的温度变化如下图所示,下列有关说法正确的是______(填序号)。 ①该烧碱溶液的浓度为0.02mol/L ②该烧碱溶液的浓度为0.01mol/L ③HNO2的电离平衡常数:b点>a点 ④从b点到c点,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+)
随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PI3)引用作新敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成。回答下列问题: (1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) △H1。 ①NH3电子式为_______。 ②已知该反应中相关化学键的键能数据如下: 则该反应的△H1=_______kJ·mol-1 (2)上述反应中所需的甲醇可以利用甲烷为原料在催化剂作用下直接氧化来合成。煤炭中加氢气可发生反应:C(s)+2H2(g)CH4(g) △H2。在密闭容器中投入碳和H2,控制条件使其发生该反应,测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图中曲线所示。 ①该反应的△H2_______0(填“>” 、“<”或“=”),判断理由是_______。 ②在4MPa、1100K时,图中X点v正(H2)____ v逆(H2)(填“>”、“<”或“=”)。该条件下,将1molC和2molH2通入密闭容器中进行反应,平衡时测得的转化率为80%,CH4的体积分数为______。若维持容器体积不变,向其中再加入0.5mo1C和1mo1H2,再次达到平衡后,平衡常数K_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ③某化学兴趣小组提供下列四个条件进行上述反应,比较分析后,你选择的反应条件是______(填字母序号)。 A.5MPa 800K B.6MPa 1000K C.10MPa 1000K D.10MPa 1100K (3)已知常温下PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3mol·L-1,Pb(NO3)2溶液与KI溶液混合可形成PbI2沉淀。现将浓度为2×10-3mol·L-1的Pb(NO3)2溶液与一定浓度的KI溶液等体积混合,则生成沉淀所需KI溶液的最小浓度为______。
能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。 (1)已知: 则煤气化主要反应________________ (2)已知的正反应速率为,逆反应速率为,k为速率常数。2500K时, ,则该温度下的反应平衡常数K=_________________ 。 (3)甲醇制甲醚的有关反应为: 一定温度下,在三个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生该反应。
________________. ②已知时该反应的化学平衡常数K=4。该温度下,若起始时向容器I中充入0.10mol ,则反应将向_________(填“正”或“逆”)反应方向进行。 ③容器Ⅱ中反应达到平衡后,若要进一步提高甲醚的产率,可以采取的措施为______________(填序号) A.升高温度 B.其他条件不变,增加的物质的量 C.降低温度 D.保持其他条件不变,通入氖气 (4)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量,研究机动车尾气中及的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比(空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图所示: ①当空/燃比达到15后减少的原因可能是__________(填字母)。 a.反应是吸热反应 b.当空/燃比大干15后,燃油气燃烧放出的热量相应减少 ②随空/燃比增大,CO和的含量减少的原因是______。
探索CO2与CH4的反应使其转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要意义。回答下列问题 (1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol-1 ②2H2(g)+CO(g)CH3OH(1) △H2=-128.3kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1 25℃时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为______________________。 (2)向某密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①工业生产时一般会选择在P4和1250℃条件下进行反应,请解释其原因______________________。 ②在压强为P4、1100℃的条件下,该反应在5min时达到平衡点X,则0-5min内,用CO表示该反应平均速率为___________;该温度下,反应的平衡常数为___________(保留3位有效数字)。 (3)工业上用CO和H2制取甲醇反应方程式为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。对于该合成反应,若通入的CO的物质的量一定,如图为4种投料比[n(CO)︰n(H2)分别为5︰7、10︰17、5︰9、1︰2]时,反应温度对CO平衡转化率的影响曲线。 ①曲线b对应的投料比是___________ ②当反应在曲线a、b、c对应的投料比下达到相同的平衡转化率时,对应的反应温度和投料比的关系是___________。 ③投料比为10︰17反应温度为T1时,平衡混合气体中CO的物质的量分数为___________。
氮的化合物应用广泛,但氮氧化物是重要的空气污染物,应降低其排放。 (1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素 已知:①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) △H=-159.5kJ·mol-1 ②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ·mol-1 ③H2O(1)===H2O(g) △H=+44kJ·mol-1 用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为___________。 (2)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染: CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H 在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示: ①根据如图判断该反应的△H___________0(填“>”“<”或“=”),理由是___________。 ②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO)2=___________,反应的平衡常数K=______(保留三位小数) ③该反应达到平衡后,为再提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有______(填编号)。 A.改用高效催化剂 B.升高温度 C.缩小容器的体积 D.增加CH4的浓度 (3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3===7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH___________(填“增大”“减小”或“不变”),负极的电极反应式为___________。 (4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________;常温下将 a mol·L-1的HN3与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),则该混合物溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性,溶液中c(HN3)=___________ mol·L-1。
二氧化硫是大气的主要污染物之一。催化还原SO2不仅可以消除SO2的污染,还可以得到工业原料S。燃煤烟气中硫的回收反应为:2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l) △H。 (1)已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) △H1=-566.0kJ·mol-1 S(l)+O2(g)===SO2(g) △H2=-296.8 kJ·mol-1 则硫的回收反应的△H=___________ kJ·mol-1。 (2)其他条件相同、催化剂不同时,硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图所示。260℃时,___________(填“La2O3”、“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高,不考虑价格因素,选择La2O3的主要优点是___________。 (3)一定条件下,若在恒压密闭容器中发生硫的回收反应,SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为___________;某温度下,若在恒容密闭容器中,初始时c(CO)=2 a mol·L-1,c(SO2)= a mol·L-1,SO2的平衡转化率为80%,则该温度下反应的化学平衡常数为___________。 (4)某实验小组为探究烟气流速、温度对该反应的影响,用La2O3作催化剂,分别在两种不同烟气流量、不同温度下进行实验。实验结果显示:在260℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而减小,其原因是___________;在380℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而增大,其原因是___________。 (5)工业上常用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,将烟气通入1.0 mol·L-1的N2SO3溶液,当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降此时溶液中c(HSO3-)c︰(SO32-)=___________。(已知H2SO3的Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7)
消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。 (1) 化学上采用NH3处理NxOy不仅可以消除污染,还可作为工业生产的能量来源。 已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-177kJ/mol 4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) △H=-1253.4kJ/mol 则用NH3处理NO生成氮气和气态水的热化学方程式为___________________。 (2)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。不同温度下,向三个容器中分别投入相同量的反应物进行反应,测得不同压强下平衡混合物中NH3的物质的量分数如图所示。 ①M点的v正_________Q点的v正(填“>”“<”或“=”)。 ②T3温度下,将1molN2和3molH2充入2L的密闭容器中,维持压强为60MPa不变,达到N点的平衡状态,反应的浓度平衡常数K=_____________ (用最简分数表示),M点的平衡常数比N点的平衡常数_________(填“大”“小”或“相等”)。 (3)水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。 ①用次氯酸钠除去氨氮的原理如图所示。写出总反应化学方程式:_____________。
②取一定量的含氨氮废水,改变加入次氯酸钠的用量,反应一段时间后,溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率以及剩余次氯酸钠的含量随m(NaClO)∶m(NH3)的变化情况如上图所示。点B剩余NaClO含量低于点A的原因是____。当m(NaClO)∶m(NH3)>7.6时,水体中总氮去除率反而下降,可能的原因是__________。 (4)电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用电解产生的活性原子将NO3-还原为N2,工作原理如题图所示。若阳极生成标准状况下2.24 L气体,理论上可除去NO3-的物质的量为_____mol。
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