【题目】造成酸雨的主要物质是NO2和SO2,某科研小组进行如下研究。
(1)处理二氧化硫通常是先在水中把它氧化成硫酸,再用NH3H2O吸收。已知2NH3H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2kJ/mol,中和热ΔH=-57.3kJ/mol则1molNH3H2O理论上完全电离时需要吸收的热量为___。
(2)常温下也可以用NaOH溶液直接吸收SO2,在吸收过程中,溶液pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 88:12 | 1:1 | 12:88 |
pH | 8.2 | 7.4 | 6.0 |
①当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度由大到小排列顺序为___。
②当向NaOH溶液中通入足量的SO2时,得到NaHSO3溶液,在pH为47之间电解,硫元素在阴极上被还原为Na2S2O4,这是电化学脱硫技术之一。写出该阴极的电极反应式___。
(3)向容积为2L,密闭容器中分别充入0.20molNO2和0.4molSO2,发生SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ/mol在不同温度下测定同一时刻NO2的转化率,结果如图所示。
①a、c两点反应速率大小关系:v正(a)___v逆(c)。(填“>”“<”或“=”)
②温度为T2时,该反应的平衡常数为___。若在此温度下,保持容器的容积不变,再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2,NO2的转化率___(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】45.2kJ c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-) 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O < 不变
【解析】
(1)中和热△H=-57.3KJ/mol,但是弱碱的电离吸热,根据题干信息写出反应的热化学方程式,然后利用盖斯定律计算出1mol NH3H2O理论上完全电离时需要吸收的热量;
(2)①吸收液呈中性时,溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,电离与水解的程度相等,结合电荷守恒解答;
②据阴极得电子发生还原反应分析;
(3)①温度越高化学反应速率越快;
②n变(NO2)=0.2mol×80%=0.16mol
SO2+NO2=SO3+NO
开始(n) 0.2 0.4 0 0
变 化 0.16 0.16 0.16 0.16
2min 末 0.04 0.24 0.16 0.16, K=;再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2,相对于增大压强,平衡不移动,据此分析解答;
(1) NH3H2O (aq)与H2SO4 (aq)反应生成1mol正盐的△H=24.2kJ/mol,则:2NH3H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2kJ/mol,
即:2 NH3H2O (aq)+2H+=2 NH4+ (aq)+2 H2O (l)△H=24.2kJ/mol,
整理可得:NH3H2O (aq)+H+= NH4+ (aq)+ H2O (l)△H= 12.1kJ/moL (1);H+ (aq)+OH(aq)= H2O (l)△H= 57.3kJ/mol(2);(1)(2)可得:NH3H2O (aq)= NH4+ (aq)+OH(aq),△H=+45.2kJ/mol,所以NH3H2O在水溶液中需要吸收的热量为45.2kJ;
故答案为:45.2kJ;
(2)①SO32-+ H2O HSO3-+OH, HSO3-H++ SO32-,亚硫酸两步水解,第一步水解远远大于第二步水解,则离子浓度为c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-);
故答案为:c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-);
②据阴极得电子发生还原反应,故电极方程式为2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
故答案为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;
(3)①温度越高化学反应速率越快,故υ(a)<υ(c),
故答案为:<;
②n变(NO2)=0.2mol×80%=0.16mol
SO2+NO2=SO3+NO
开始(n) 0.2 0.4 0 0
变 化 0.16 0.16 0.16 0.16
2min 末 0.04 0.24 0.16 0.16, K==
=
;
再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2,相对于增大压强,平衡不移动,故转化率不变;
故答案为:;不变;
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【题目】有机化合物A(C8H8O2)为一种无色液体。从A出发可发生如图的一系列反应。则下列说法正确的是
A.A的结构中含有碳碳双键
B.G的同分异构体中属于酯且能发生银镜反应的只有一种
C.上述各物质中能发生水解反应的有A、B、D、G
D.根据图示可推知D为苯酚
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【题目】G是一种治疗急慢性呼吸道感染的特效药中间体,其制备路线如图:
(1)化合物C中的含氧官能团是_____。
(2)A→B的反应类型是______。
(3)化合物F的分子式为C14H21NO3,写出F的结构简式______。
(4)从整个制备路线可知,反应B→C的目的是______。
(5)同时满足下列条件的B的同分异构体共有_______种。
①分子中含有苯环,能与NaHCO3溶液反应;
②能使FeCl3溶液显紫色
(6)根据已有知识并结合相关信息,完成以、CH3NO2为原料制备
的合成路线图____(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
,其中第二步反应的方程式为_____。
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【题目】二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)以CO2与NH3为原料合成尿素[CO(NH2)2]的技术已十分成熟。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.47 kJmol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=+28.49kJmol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-88.0kJmol-1
则NH3和CO2合成尿素和气态水的热化学方程式为___。
(2)已知:工业上在120℃条件下利用NH3和CO2合成尿素。在恒温恒容条件下,下列能说明合成尿素反应达平衡的是___
A.NH3和CO2的比例保持不变
B.混合气体的压强不再发生变化
C.2v(NH3)(正)=v(CO2)(逆)
D.混合气体的密度不再改变
(3)氨碳比[]对合成尿素有重要影响。恒温恒容条件下,在一个2L的密闭容器中将总物质的量为nmol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,NH3的转化率变化如图所示;当[
]=2时,平衡吋测得尿素的物质的量为1mol,则n=___。此温度下该反应的化学平衡常数K=___。
(4)研究人员设计出一种新型太阳能电池,能直接把CO2和H2O转化为CO、H2和O2,原理如图所示,该装置中能量转化方式为___,催化剂b表面的电极反应式为___。
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【题目】实验室用乙醇、浓磷酸和溴化钠反应来制备溴乙烷,其反应原理和实验的装置如下(反应需要加热,图中省去了加热装置):
H3PO4(浓)+NaBrNaH2PO4+HBr、CH3CH2OH+HBr
CH3CH2Br+H2O
有关数据见下表:
乙醇 | 溴乙烷 | 溴 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 深红色液体 |
密度g/mL | 0.79 | 1.44 | 3.1 |
沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 59 |
(1)A中放入沸石的作用是___。
(2)仪器B的名称为___,B中进水口为___(填“a”或“b”)口。
(3)实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为:___。
(4)制取氢溴酸时,为什么不能用浓H2SO4代替浓磷酸?___(用化学方程式表示)。
(5)将C中的馏出液转入三角烧瓶中,边振荡边逐滴滴入浓H2SO4以除去水等杂质,滴加浓硫酸约1~2mL,使溶液明显分层,再用分液漏斗分去硫酸层,将经硫酸处理后的溴乙烷转入蒸馏瓶,水浴加热蒸馏,收集到35~40℃馏分约10.0g,从乙醇的角度考虑,本实验所得溴乙烷的产率是___。
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【题目】CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJmol-1和-726.5kJmol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJmol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJmol-1。
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=___kJmol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___(填选项字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___ (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
I(恒温恒容) | 2 | 6 | 0 | 0 |
II(绝热恒容) | 0 | 0 | 2 | 2 |
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJmol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:
①曲线b、c表示的物质分别为___、___(填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象___。
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【题目】某有机物的蒸气跟足量O2混合点燃,充分反应后生成CO24.48L(已折算成标准状况)和5.4 g H2O。下列关于该有机物的说法正确的是
A.该有机物中肯定不含氧元素
B.分子中C、H、O个数比为1∶3∶1
C.若该有机物中含氧元素,则该有机物一定为乙醇
D.若该有机物的相对分子质量为30,则该有机物一定是乙烷
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【题目】某兴趣小组在实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠和水混合反应来制备溴乙烷,并探究溴乙烷的性质。
有关数据见下表:
乙醇 | 溴乙烷 | 溴 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 深红色液体 |
密度/(g·cm3) | 0.79 | 1.44 | 3.1 |
沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 59 |
一.溴乙烷的制备
反应原理和实验装置如下(加热装置、夹持装置均省略):
H2SO4+NaBrNaHSO4+HBr↑ CH3CH2OH+HBr
CH3CH2Br+H2O
(1)图中沸石的作用为_____________。若图甲中A加热温度过高或浓硫酸的浓度过大,均会使C中收集到的粗产品呈橙色,原因是A中发生了副反应生成了________;F连接导管通入稀NaOH溶液中,其目的主要是吸收_________等防止污染空气;导管E的末端须低于D中烧杯内的水面,其目的是_______________________________。
(2)粗产品用上述溶液洗涤、分液后,再经过蒸馏水洗涤、分液,然后加入少量的无水硫酸镁固体,静置片刻后过滤,再将所得滤液进行蒸馏,收集到的馏分约10.0g。从乙醇的角度考虑,本实验所得溴乙烷的产率是_____________(保留3位有效数字)。
二.溴乙烷性质的探究
用如图实验装置验证溴乙烷的性质:
(3)在乙中试管内加入10mL6mol·L-1NaOH溶液和2mL溴乙烷,振荡、静置,液体分层,水浴加热。该过程中的化学方程式为_______________________________________,证明溴乙烷与NaOH溶液已反应完全的现象是________________________________。
(4)若将乙中试管里的NaOH溶液换成NaOH乙醇溶液,为证明产物为乙烯,将生成的气体通入如图装置。a试管中的水的作用是________________;若无a试管,将生成的气体直接通入b试管中,则b中的试剂可以为______________。
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【题目】在某固定容积密闭容器中,发生可逆反应:A(g)+B(g) xC(g),有图Ⅰ所示的反应曲线,试判断对图Ⅱ说法中正确的是(T 表示温度,P 表示压强,C%表示 C 的体积分数) ( )
A.P3<P4,y 轴表示 C 的体积分数
B.P3<P4,y 轴表示混合气体的密度
C.P3>P4,y 轴表示 B 的百分含量
D.P3>P4,y 轴表示混合气体的平均摩尔质量
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