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【题目】(一)合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。

2018年是合成氨工业先驱哈伯(PHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为:1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) △H(298K)= - 46.2KJmol-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)

化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;

表面反应:N*+ H* NH*;NH*+ H* NH2*;NH2* + H*NH3*

脱附:NH3* NH3(g)

其中, N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。 请回答:

(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有__________

A.低温     B.高温       C.低压       D.高压      E.催化剂

(2)标准平衡常数KΘ=,其中pΘ为标准压强(1X105Pa),p NH3、 p N2和p H2为各组分的平衡分压,如p NH3=x NH3 p,p为平衡总压,x NH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。

①N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为w,则KΘ=_____________(用含w的最简式表示)

②下图中可以示意标准平衡常数KΘ随温度T变化趋势的是_______

(3)实际生产中,常用工艺条件,Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0X105Pa,原料中N2和H2物质的量之比为1:2.8。

①分析说明原料气中N2过量的理由________________________

②关于合成氨工艺的下列理解,正确的是_______

A.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零

B.控制温度(773K)远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率

C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率

D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行

E.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生。

(二)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究的合成,其原理如图所示。接通电源,调节电压,将一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含Fe3+的溶液,控制温度,可制得K2FeO4

(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________

(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-___________________________________

【答案】AD A 原料气中N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率;N2Fe催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率。 ADE 2Fe3++3C1O-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O Fe3++8OH3e-=FeO42-+4H2OFe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O

【解析】

()(1)由勒夏特列原理可知,根据反应N2(g)+H2(g)NH3(g)△H(298K)=-46.2kJ/mol,为了提高合成氨平衡产率,即平衡正向移动,低温和高压符合条件,答案选AD;

2N2(g)+H2(g)NH3(g)

起始量: 1 3 0

转化量: 3 2

平衡量: 1- 3-3 2

x(NH3)%=;x(N2)%=;x(H2)%=

,化简得

②反应N2(g)+H2(g)NH3(g)△H(298K)=-46.2kJ/mol为放热反应,温度T升高,平衡向逆反应方向移动,K0减小,InK0也减小,InK0与温度不成正比,故答案选A;

(3)①由反应N2(g)+H2(g)NH3(g)可知,加过量氮气,有利于平衡正向移动,提高H2的转化率以及氨气的产率,同时根据题干“N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。”可知,N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率。②易知A选项正确;控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性,提高反应速率,并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率,B错误;恒压条件充入少量惰性气体,相当于减压,平衡逆向移动,不利于提高平衡转化率,C错误;不断将氨气液化,生成物浓度降低,有利于平衡正向移动,D正确,当选;通过天然气和水蒸气转化制得的H2,由于含有CH4,CO等易燃易爆气体,容易出现安全隐患,此外CH4,CO可能会与催化剂反应,造成催化剂活性降低,所以必须经过净化处理,E正确。答案选ADE;

(二)(1)将一定量C12通入KOH溶液,生成KCl和KClO,KClO具有强氧化性,将Fe3+氧化为FeO42-,然后根据碱性环境,配平即可,得到2Fe3++3C1O-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O

(2)阳极失电子,反应物为Fe3+产物为FeO42-,然后根据碱性环境及守恒规则,易写出Fe3++8OH- -3e-=FeO42-+4H2OFe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O

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C.夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率一样大

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1)该反应的化学方程式为______________________________

2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为__________

3)平衡时容器内混合气体密度比起始时________(填“变大”,“变小”或“相等”下同),混合气体的平均相对分子质量比起始时_________

4)将a mol Xb mol Y的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:nX=nY=2nZ),则原混合气体中ab=___________

Ⅱ.在恒温恒容的密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

1)一定能证明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_________

2)一定能证明A(s)2B(g)C(g)D(g)达到平衡状态的是________

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【题目】莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·8H2O]溶液经常用于定量滴定实验。下列有关说法正确的是

A. 配制0.1molL-1莫尔盐溶液500mL,需莫尔盐21.4

B. 可与含HClO、H+、Clˉ微粒的溶液大量共存

C. 加入过量Ba(OH)2溶液发生反应:2Ba2++2SO42-+Fe2++2OHˉ=2BaSO4↓+Fe(OH)2

D. 取样,加入浓NaOH溶液并加热,生成能使蓝色石蕊试纸变红的气体,证明含NH4+

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【题目】Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是

A. e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体

B. 玻璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应

C. c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与Ba2+充分接触

D. Y形管乙中产生的为氧化性气体,将BaSO3氧化为BaSO4沉淀

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【题目】2000多年前,希腊生理学家和医学家希波克拉底发现,杨树、柳树的皮、叶中含有能镇痛和退热的物质。1800年,人们开始从该类植物中提取药物的活性成分——水杨酸()。1853年,德国化学家柯尔柏合成了水杨酸,并于1859年实现工业化生产。水杨酸虽然解热和镇痛效果很好,但由于酚羟基的存在,对肠道和胃粘膜有强烈的刺激,易引发呕吐和胃出血,而且味道令人生厌。1898年,德国化学家霍夫曼利用反应:

制得乙酰水杨酸(阿司匹林),改善了水杨酸的疗效。1899年,由德国拜尔公司开始生产,并应用于临床,是第一种重要的人工合成药物。现代医药发展方向之一是合成药物长效化和低毒化,其有效途径是低分子药物高分子化,如:可将药物分子连在安全无毒的高分子链上。1982年,科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上,制成缓释长效阿司匹林(),用于关节炎和冠心病的辅助治疗。缓释长效阿司匹林分为高分子载体、低分子药物和作为桥梁作用的乙二醇三部分,在肠胃中水解变为阿司匹林,缓释长效阿司匹林使这种“古老”的解热镇痛药物重新焕发了“青春”。

根据上述材料,结合所学知识,回答以下问题。

(1)水杨酸具有________________的作用。

(2)霍夫曼制取阿司匹林的反应类型是________

(3)在霍夫曼制取阿司匹林的反应中,可用于检验水杨酸是否完全反应的试剂是________

(4)写出缓释阿司匹林在肠胃中水解出阿司匹林的化学方程式:________

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B. 生物与非生物都含有碳元素

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【题目】下述实验不能达到预期实验目的的是

序号

实验内容

实验目的

A.

将2.5g CuSO4·5H2O溶解在97.5g 水中

配制质量分数为1.6%的CuSO4溶液

B.

室温下,用pH试纸测定浓度为0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH

比较HClO和CH3COOH的酸性强弱

C.

向盛有1mL硝酸银溶液的试管中滴加NaCl溶液,至不再有沉淀生成,再向其中滴加Na2S溶液

说明一种沉淀能转化为另一种更难溶的沉淀

D.

分别向2支试管中加入5mL4%、5mL12%的过氧化氢溶液,再各加入几滴0.2mol·L-1FeCl3溶液

研究浓度对反应速率的影响

A. A B. B C. C D. D

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