【题目】尿素在生产生活中应用非常广泛,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)是工业上合成氮肥尿素的主要方法,在生产条件下,单位时间内获得尿素的产量与压强及n(NH3):n(CO2)的关系如图甲所示。当氨碳比n(NH3):n(CO2)=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图乙所示。下列说法不正确的是
A.用NH3和CO2表示速率,v(NH3):v(CO2)=2:1
B.若开始投料按照n(NH3):n(CO2)为2∶1投料,平衡后若压缩容器的体积,则再次平衡时c(NH3)比压缩前小
C.A点的逆反应速率小于B点的正反应速率
D.由图乙可知NH3的平衡转化率为30%
【答案】B
【解析】
A. 反应速率之比等于化学计量数之比,则用NH3和CO2表示速率,v(NH3):v(CO2)=2:1,故A正确;
B. 平衡常数K=1/c2(NH3)×c(CO2),开始投料按照n(NH3):n(CO2)为2:1投料,二者按2:1反应,达到平衡时也为2:1,由于温度不变,则平衡常数不变,平衡后若压缩容器的体积,则再次平衡时c(NH3)不变,故B错误;
C. A点没有达到平衡状态,平衡正向移动,A点逆反应速率小于正反应速率,B点正逆反应速率相等,而逆反应速率逐渐增大,则A点的逆反应速率小于B点的正反应速率,故C正确;
D. 氨碳比n(NH3):n(CO2)=4,设有4mol氨气、1mol二氧化碳反应,达到平衡时,CO2的转化率为60%,则消耗0.6molCO2,则由方程式可知消耗1.2molNH3,则NH3的平衡转化率为,故D正确;
故选B。
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【题目】石油裂解气主要含有丙烯、1,3-丁二烯等不饱和烃,以它们为原料可合成CR橡胶和医药中间体G,合成路线如下:
已知:①B、C、D 均能发生银镜反应;
②RCH2COOH
(1)A的顺式异构体的结构简式为_______。
(2)C中含氧官能团的名称是________,反应①的反应类型为_______。
(3)写出E→F反应的化学方程式:_________。
(4)写出同时满足下列条件的医药中间体G的同分异构体的结构简式: _______。
①与D 互为同系物; ②核磁共振氢谱有三组峰。
(5)用简要语言表述检验B中所含官能团的实验方法:_______。
(6)以A为起始原料合成CR橡胶的线路为______(其它试剂任选)。
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【题目】氢气是一种清洁能源。制氢和储氢作为氢能利用的关键技术,是当前科学家主要关注的热点问题。(1)用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:
①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是________________。
②第Ⅱ步反应为可逆反应。800℃时,若CO的起始浓度为2.0 mol·L-1,水蒸气的起始浓度为3.0 mol·L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2 mol·L-1,则CO的平衡转化率为__________。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B元素的化合价不变,该反应的化学方程式为___________________,反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为_______。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。
在某温度下,向恒容容器中加入环已烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=____________________(用含a、b的关系式表达)。
(4)一定条件下,如下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外,近似认为无其它有机物生成)。
①实现有机物储氢的电极是________;
A.正极 | B.负极 | C.阴极 | D.阳极 |
其电极反应方程为:________________________。
②该储氢装置的电流效率η明显小于100%,其主要原因是相关电极除目标产物外,还有一种单质气体生成,这种气体是_________。由表中数据可知,此装置的电流效率η=______________。[η=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%,计算结果保留小数点后1位]。
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【题目】氮的化合物既是重要的工业原料,也是主要的大气污染来源,研究氮的化合物的反应具有重要意义。
(Ⅰ)消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3 催化还原法:原理如图所示
①若烟气中 c(NO2):c(NO)=1∶1,发生如图甲所示的脱氮反应时,反应过程中转移1.5mol电子时放出的热量为 113.8 kJ,则发生该脱氮反应的热化学方程式为___________。
②图乙是在一定时间内,使用不同催化剂 Mn 和 Cr 在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为_________;使用 Mn 作催化剂时,脱氮率 b~a 段呈现如图变化的可能原因是__________。
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如右下图所示。阳极的电极反应式为__________。
(Ⅱ)氨是重要的化工原料,工业合成氨有重要现实意义。
(1)在773K时,分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3,气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是____(选填字母)。
a.v正(N2)=3v逆(H2) b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
②在此温度下,若起始充入4.00mol N2和12.00mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)~t的曲线上相应的点为 ___(选填字母)。
(2)在373 K时,向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2,发生如下反应:2NO2(g)N2O4(g) H=-56.9kJmol-1,测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①计算0~20min时,v(N2O4)=____________。
②已知该反应v正(NO2)=k1c2(NO2),v逆(N2O4)=k2c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,=_________;改变温度至T1时,k1=k
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【题目】当氨分子中的三个氢原子依次被其它原子或基团取代时,所形成的化合物叫做氨的衍生物。主要有N2H4(肼)、HN3(叠氮化氢,溶于水称为叠氮酸)、NH2OH(羟胺)。水合肼(N2H4·H2O)是制备叠氮化钠(NaN3)的原料,而叠氮化钠又是汽车安全气囊最理想的气体发生剂的原料。下面是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程。
资料:①水合肼有毒且不稳定,具有强还原性和强碱性;
②有关物质的物理性质如下表:
物质 | 甲醇 | 水合肼 | 亚硝酸甲酯 | 叠氮化钠 |
熔点(℃) | -97 | -40 | -17 | 275(410℃:易分解) |
沸点(℃) | 64.7 | 118.5 | -12 | — |
回答下列问题:
I.合成水合肼。实验室合成水合肼装置如下图所示,NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2水溶液在400C以下反应一段时间后,再迅速升温至1100℃继续反应可以制得水合肼。
(1)实验中通过滴液漏斗向三颈瓶中缓慢滴加NaClO碱性溶液,不能反向滴加的原因是______________;制取N2H4H2O的离子方程式为_______________________。
II.制备叠氮化钠。实验室可利用下图中所示的装置及药品制备叠氮化钠。
(2)①根据实验发现温度在20℃左右反应的转化率最高,因此可釆取的措施是_______________;流程中蒸馏A溶液时,装置中旋塞K1、K2、K3的开关情况是_______________________。
②写出该方法制备叠氮化钠的化学方程式:________________________。
(3)流程中由B溶液获得叠氮化钠产品的实验步骤为____________________,减压过滤,晶体用乙醇洗涤23次后,干燥。
(4)化工生产中,多余的叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理,在酸性条件下,二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3,理论上需加入0.5molL的NaClO溶液_____________mL。
III.羟胺(NH2OH)是一种还原剂,可以通过下列过程得到:乙烯和N2O4气体混合后,光照,发生加成反应,得到化合物A。A结构对称,所有相同元素的原子化学环境相同。A在某浓度的硫酸溶液中回馏,可得到化合物B,同时得到CO和CO2组成的混合气体(相对氢气密度为18)。经分析,B为不含碳元素的硫酸盐,其硫和氧元素的质量分数分别为19.51%和58.54%。若将A换成CH3CH2NO2进行类似的反应,也能得到B,但没有气体放出。B在液氨中即得到NH2OH。
(5)NH2OH具有弱碱性,可与酸反应生成盐,该盐阳离子的电子式为_______________。
(6)写出A→B的化学方程式________________________。
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【题目】在有机反应中,反应物相同而条件不同,可得到不同的主产物,下式中R代表烃基,副产物均已略去
(请注意H和Br所加成的位置)
请写出下列转变的各步反应的化学方程式,特别注意要写明反应条件。
(1)由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3____________________。
(2)由(CH3)2CHCH=CH2分两步转变为(CH3)2CHCH2CH2OH________________________。
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【题目】铅的冶炼有很多种方法。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
① 2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
② PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③ PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
反应PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s) ΔH=______________ kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) ΔH,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表:
温度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
lgK | 6.17 | 2.87 | 1.24 |
①该反应的ΔH_______0(选填“>”、“<”或“=”)。
②当lgK=1,在恒容密闭容器中放入PbO并通入CO,达平衡时,混合气体中CO的体积分数为______________ (保留两位有效数字);若向容器中充入一定量的CO气体后,平衡向_________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动,再次达到平衡时,CO的转化率_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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【题目】短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如右下图所示,下列说法正确的是 ( )
A. X、Y、Z三种元素中,X的非金属性最强
B. 常压下X的单质的熔点比Z的低
C. Y的最高正化合价为+7
D. Y的氢化物的稳定性比Z的弱
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【题目】将含amol金属钠和bmol金属铝的合金投入mg足量水中,完全溶解,无金属剩余,所得溶液密度为dgcm﹣3,下列相关计算式子中错误的是( )
A.NaOH的物质的量:(a﹣b)mol
B.NaAlO2的物质的量浓度:mol/L
C.标况下生成H2的体积:L
D.参加反应的水的质量:18(a+1.5b)g
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