【题目】C、N、S是重要的非金属元素,按要求回答下列问题:
(1)烟道气中含有的CO和SO2是重要的污染物,可在催化剂作用下将它们转化为S(s)和CO2,此反应的热化学方程式为______________________________________________________。
已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.0 kJ·mol-1。
(2)向甲、乙两个均为1 L的密闭容器中,分别充入5 mol SO2和3 mol O2,发生反应:2SO2(g)+
O2(g)2SO3(g) ΔH<0。甲容器在温度为T1的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.5 mol;乙容器在温度为T2的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.6 mol。则T1___T2(填“>”、“<”),甲容器中反应的平衡常数K=_____________________。
(3)如图所示,A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,分别将1 mol N2和3 mol H2通过K1、K3充入A、B中,发生的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),起始时A、B的体积相同均为a L。
①下列示意图既能说明A容器中反应达到平衡状态,又能说明B容器中反应达到平衡状态的是______。
②容器A中反应到达平衡时所需时间t s,达到平衡后容器的压强变为原来的5/6,则平均反应速率υ(H2)=___________________________。
(4)将0.1 mol氨气分别通入1 L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中,完全反应后三溶液中NH4+离子浓度分别为c1、c2、c3,则三者浓度大小的关系为____________(用“c1、c2、c3和>、<、=”表示)。已知醋酸铵溶液呈中性,常温下CH3COOH的Ka=1×10-5 mol·L-1,求该温度下NH4Cl的水解常数K h 为_________。
【答案】2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH= -270 kJ·mol-1 > 108 L·mol-1或108 d 1/at mol·L-1·s-1 c1=c2<c3 10-9 mol/L或10-9
【解析】
本题考查热化学方程式的书写,利用三段式进行,化学平衡常数的计算,溶液中离子浓度的大小关系以及盐类的水解等知识,综合性较强,有一定难度。
(1)①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.0 kJ·mol-1
根据盖斯定律,反应①×2-反应②即可,2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)△H=-270kJ·mol-1
故答案为:2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)△H=-270kJ·mol-1 。
(2)因为反应正向为放热,所以三氧化硫增多,说明平衡正向移动,温度降低,选>
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始物质的量5 3 0
改变物质的量4.5 2.25 4.5
平衡物质的量0.5 0.75 4.5
的密闭容器的体积为1 L,根据方程式计算得,平衡时二氧化硫的浓度为0.5mol/L,氧气的浓度为0.75mol/L,三氧化硫的浓度为4.5molL,所以平衡常数=4.5×4.5/(0.5×0.5×0.75)=108L·mol-1或108;
故答案为:108 L·mol-1或108。
(3)①a、A中气体的密度始终不变,而B中的密度随体积变化而变化,平衡时不变;
b、反应过程中平衡常数始终不变,不能说明平衡;
c、正反应起点最大,所以错误;
d、氮气的转化率逐渐增大,最后不变,说明反应到平衡。
选d。
② N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始物质的量1 3 0
改变物质的量x 3x 2x
平衡物质的量1-x 3-3x 2x
(1-x+3-3x+2x)/(1+3)=5/6解x=1/3所以氢气的反应速率=1/atmol·L-1·S-1。
故答案为:1/atmol·L-1·S-1。
(4)盐酸和硫酸完全反应,醋酸有剩余,对铵根离子水解抑制作用,所以在醋酸溶液中铵根离子浓度最大,关系为c1=c2<c3,因为醋酸铵为中性,说明醋酸的电离程度=氨水的电离程度,铵盐的水解平衡常数=10-14/10-5=10-9;故答案为:10-9 mol/L或10-9 。
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【题目】垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能,其原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极
B. 放电过程中,正极附近pH 变小
C. 若1molO2 参与电极反应,有4 mol H+穿过质子交换膜进入右室
D. 负极电极反应为:H2PCA + 2e-=PCA + 2H+
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【题目】存在于肉桂等植物体内的肉桂醛是一种具有杀菌消毒防腐作用的有机物。下列是其参与合成香料工业定香剂E及吸水性高分子聚酯N的路线示意图:
已知:①R-CHO+CH3CHOR-CH=CH=CHO(R为烃基)
②RCHORCH(OC2H5)2RCHO
(1)①的反应类型是__________;②所需的试剂和条件是__________。
(2)自然界中天然存在的肉桂醛均为反式结构,其结构是__________。
(3)③的化学方程式是__________。
(4)M中所含的两个相同官能团的名称是__________。
(5)合成路线中④、⑤两个步骤的目的是__________。
(6)P是E的某种同分异构体,写出符合下列条件的P的结构简式_____________________。
a.有两个相同的官能团,且能与银氨溶液作用生成银
b.分子内含苯环,核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比是2:2:1
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【题目】无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡(熔点231.9C)与Cl2 反应制备SnCl4装置如下图所示。
已知,① SnCl4在空气中极易水解生成SnO2xH2O;②SnCl2、SnCl4有关物理性质如下表。
物质 | 颜色、状态 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
SnCl2 | 无色晶体 | 246 | 652 |
SnCl4 | 无色液体 | -33 | 114 |
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________,其中发生反应的离子方程式为________。
(2)装置B、C 中盛装的试剂分别是_______、__________。
(3)当观察到装置F液面上方出现_____现象时才开始点燃酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热。此时继续加热的目的有:①加快氯气与锡反应,②__________。
(4)E装置中b的作用是___________。
(5)若制得产品中含有少量Cl2,则可采用下列_____(填字母)措施加以除去。
A.加入NaOH 萃取分液 B.加入足量锡再加热蒸馏
C.加入碘化钾冷凝过滤 D.加入饱和食盐水萃取
(6)可用滴定法测定最后产品的纯度。准确称取该样品mg加入到适量浓盐酸溶解,然后再加水稀释至250 mL,用移液管移取25.00 ml,稀释后的溶液于锥形瓶中,加入两滴淀粉溶液作指示制,用cmol/L 的KIO3 标准溶液进行滴定,平行滴定3 次,平均消耗V mL的标准溶液。已知滴定时发生的反应为:Sn2++IO3-+H+→Sn4++I2+H2O(未配平)。回答下列问题:
①判断达到滴定终点的现象为____________。
②产品中SnCl2(摩尔质量为M g/mol )的含量为____%(用含m、c、V、M 的代数式表示)。
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【题目】将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经2 min后测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,以C表示的平均速率v(C)=0.25 mol·L-1·min-1,下列说法正确的是( )
A. 该反应方程式中,x=1 B. 2 min时,A的物质的量为0.75 mol
C. 2 min时,A的转化率为50% D. 反应速率v(B)=0.25 mol·L-1·min-1
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【题目】硫代硫酸钠晶体又名大苏打、海波,主要用于照相业作定影剂、鞣革时作还原剂。易溶于水,遇酸易分解。实验室可用如下装置略去部分加持仪器模拟生成过程。
(1)实验室可利用晶体和质量分数为的硫酸制备气体,该反应中硫酸浓度不能太大的原因是_________________________。
(2)在C中制取硫代硫酸钠晶体时,先向C中烧瓶加入和混合溶液,再向A中烧瓶滴加。则装置C中发生反应生成的化学方程式为_________
(3)实验中,为使缓慢通入烧瓶C,采取的操作是_____________。装置D的作用是_______________。装置E中为__________溶液。
(4)继续通入气体至溶液PH接近7,停止通入气体,取下C,过滤。实验过程中若没及时停止通入气体,可能产生的后果是______________。反应终止后,烧瓶C中除析出,其中可能含有杂质。为减少杂质的量,第步操作应稍作改动,具体操作是___________________
(5)的溶解度随温度升高显著增大,所得粗产品通过_____________方法提纯。海波可用于摄影上的定影剂,因为它能与卤化银起化学反应,生成易溶于水的银络合物,冲走胶片上多余的感光剂起定影作用,溴化银与海波反应的离子方程式为__________
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【题目】干燥的二氧化碳和氮气反应可生成氨基甲酸铵固体,化学方程式为:,在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如下图所示,回答下列问题:
(1)装置1用来制备二氧化碳气体:将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上,漏斗中所加试剂为____;装置2中所加试剂为____;
(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2,发生反应的化学方程式为________;试管口不能向上倾斜的原因是__________。装置3中试剂为KOH,其作用为______________。
(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却,其目的是_______________________。
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【题目】正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。
发生的反应如下:
CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃ | 密度/(g·cm﹣3) | 水中溶解性 | |
正丁醇 | 117.2 | 0.8109 | 微溶 |
正丁醛 | 75.7 | 0.8017 | 微溶 |
实验步骤如下:
将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0g。回答下列问题:
(1)上述装置图中,B仪器的名称是__________,D仪器的名称是__________;
(2)加入沸石的作用是__________;
(3)分液漏斗使用前必须进行的操作是__________ (填正确答案标号);
a.润湿 b.干燥 c.检漏 d.标定
(4)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在__________层(填“上”或“下”);
(5)反应温度应保持在90~95℃。其原因是______________________________;
(6)本实验中,正丁醛的产率为__________%。
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