【题目】乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH<0
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H=__kJ/mol。(用含a、b的式子表示)
(2)几种化学键的键能如表所示,实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol,则表中的x=__。
化学键 | C=O | H—H | C=C | C—H | H—O |
键能/kJ·mol-1 | x | 436 | 612 | 414 | 464 |
(3)向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2,在一定条件下发生上述反应,测得CO2的转化率α(CO2)与反应温度T、压强P的关系如图所示。
①P1___P2(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②平衡常数KB__KC。
③若B点时投料比=3,则平衡常数KB=__(代入数据列出算式即可,不用化简)。
④其他条件不变时,能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是___。
A.将产物从体系不断分离出去 B.给体系升温
C.给体系加压 D.增大H2的浓度
(4)①以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为___。
②已知乙烯也能做燃料电池,当消耗标况下2.24L乙烯时,导线中转移电子的数目为__。
【答案】(a-b)或者-(b-a) 803 < > CD 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 1.2NA
【解析】
(1)ΔH=生成物总能量-反应物总能量
(2)△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和
(3)化学平衡移动及三段式计算。
(4)电化学要分清原电池还是电解池
(1)ΔH=生成物总能量-反应物总能量,根据图中信息,可知△H为(a-b)kJ/mol或为-(b-a)kJ/mol;故答案为:(a-b)或者-(b-a);
(2)△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol,带入表中化学键的键能数据,△H= ,解得x=803,故答案为:803;
(3)①可逆反应CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH<0,正反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO2转化率增大,则根据图中A、B两点可判断P1<P2;该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数K减小,则图中平衡常数KB>KC;
③平衡常数KB=,若B点时投料比
=3,可列三段式如下:
则平衡常数KB=,故答案为:
;
④其他条件不变时,能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施
A.将产物从体系不断分离出去 ,反应速率减慢,不符合题意;
B.给体系升温,平衡逆向移动,减小CO2转化率,不符合题意;
C.给体系加压 ,平衡正向移动,反应速率也加快,符合题意;
D.增大H2的浓度平衡正向移动,反应速率也加快,符合题意;
故答案为:CD
(4)①由图可知,M极消耗CO2,产生C2H4,发生还原反应;N极上产生O2,发生氧化反应,所以M极作电解池阴极,N极作电解池阳极,已知稀硫酸为电解质溶液,所以M极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O,
故答案为:2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ;
②当消耗标况下2.24L乙烯时,由上题分析可知C2H4 12e-,则导线中转移电子的数目为1.2NA,故答案为:1.2NA。
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【题目】研究小组设计用含氯的有机物A合成棉织物免烫抗皱整理剂M的路线如下(部分反应试剂和条件未注明):
已知:①E的分子式为C5H8O4,能发生水解反应,核磁共振氢谱显示E分子内有2种不同化学环境的氢原子,其个数比为3∶1;
(R、R′、R″代表相同或不相同的烃基)。
(1)A分子中的含氧官能团的名称是________________。
(2)D→E反应的化学方程式是____________。
(3)A→B反应所需的试剂是________________。
(4)G→H反应的化学方程式是____________。
(5)已知1 mol E与2 mol J反应生成1 mol M,则M的结构简式是________。
(6)E的同分异构体有下列性质:①能与NaHCO3反应生成CO2;②能发生水解反应,且水解产物之一能发生银镜反应,则该同分异构体共有________种,其中任意1种的结构简式是________。
(7)J可合成高分子化合物,该高分子化合物的结构简式是________。
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【题目】硫及其化合物在现代生产和生活中发挥重要作用。
(1)可以通过热化学循环在较低温度下由硫化氢分解制备氢气。
SO2(g)+I2(s)+2H2O(1)==2HI(aq)+H2SO4(aq) △H1=—151.5kJ·mol-1
2HI(aq)==H2(g)+I2(s) △H2=+110kJ·mol-1
H2S(g)+H2SO4(aq)==S(s)+SO2(g)+2H2O(I) △H3=+65kJ·mol-1
热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺的热化学方程式为_________________。
(2)硫酸厂尾气中含有大量SO2,为提高其利用率可用图1所示装置(电极均为惰性电极)将其吸收,而锂—磺酰氯(Li—SO2C12)电池可作为电源电解制备Ni(H2PO2)2(图2)。已知电池反应为:2Li+SO2C12=2LiCl+SO2↑
①图1中:a为直流电源的______极(填“负”或“正”),其阴极的电极反应式为_____。
②SO2C12分子中S原子的杂化方式为____________________。
③锂—磺酰氯电池的正极反应式为_______________________。
④图2中膜a为______交换膜(填“阳离子”或“阴离子”下同),膜c为_________交换膜。不锈钢电极的电极反应式为_______________________________。
(3)二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应O2(g)+2SO2(g) 2SO3(g)。
已知:标准平衡常数 ,其中
为标准压强(1×105Pa),p(SO3)、p(O2)和p(SO2)为各组分的平衡分压,如p(SO3)=x(SO3)p,p为平衡总压,x(SO3)为平衡系统中SO3的物质的量分数。SO2和O2起始物质的量之比为2:1,反应在恒定温度和标准压强下进行,SO3的平衡产率为
,则
_______(用含
的最简式表示)。
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【题目】ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该装置可以在高温下工作
B. X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜
C. 负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
D. 该装置工作时,电能转化为化学能
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【题目】近年来雾霾天气经常出现,研究雾霾成因和治理是当前环保的重要话题。汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反应机理,对消除和防治环境污染有重要意义。
(1)①对于2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-665kJ/mol的反应分三步完成:
a:2NO(g)=N2O2(g)(快)
b:N2O2(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)(慢)
c:N2O(g)+H2(g)=N2(g)+H2O(g)(快)
决定此总反应速率的是第步的反应___(填序号)。
②已知:H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) △H=+41kJ/mol
汽车尾气的净化原理主要是用催化剂把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体,试写出该反应的热化学方程式:___。
(2)升高温度能让绝大多数的化学反应加快反应速率,但是研究发现2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H<0存在一些特殊现象。现有某化学小组通过实验测得不同温度下该反应速率常数k(代表反应速率的一个常数)的数值如表:
T(K) | k | T(K) | k | T(K) | k |
143 | 1.48×105 | 273 | 1.04×104 | 514 | 3.00×103 |
195 | 2.58×104 | 333 | 5.50×103 | 613 | 2.80×103 |
254 | 1.30×104 | 414 | 4.00×103 | 663 | 2.50×103 |
由实验数据测到v正与c(O2)的关系如图1所示,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___点(填字母),并解析原因:
①___
②___
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO,有人得出用活性炭对NOx进行吸收,发生如下反应:
反应a:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ/mol
反应b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol
对于反应a,在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
时间(min) 浓度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①010min内,NO的平均反应速率v(NO)=___,当升高反应温度,该反应的平衡常数K___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是___(填字母)。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
(4)实验室模拟反应2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol,在密闭容器中加入一定量的碳和NO2,维持温度是T2℃,如图2为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。
①请从动力学角度分析,1050kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因___;
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp);在T2℃、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数___(用计算表达式表示,不必化简);已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
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【题目】有机物G是一种神经类药物,其合成路线如下:
已知信息:;
(1)下列说法正确的是__________。
A.化合物G的分子式为
B.化合物A到B的反应类型为取代反应
C.1mol化合物D最多可以与发生加成反应
D.化合物D生成E的反应试剂和条件:浓氯水和铁屑
(2)A中官能团的名称是_________ C的结构简式:_________。
(3)写出E+F→G的化学方程式:__________________。
(4)写出化合物E同时符合下列条件的所有同分异构体的结构简式__________________。
①红外光谱显示含有三种官能团,其中无氧官能团与E相同,不含甲基。
②分子中含有苯环,谱显示苯环上只有一种化学环境的氢原子。
③苯环上有4个取代基,能发生银镜反应。
(5)根据题中信息,设计以苯和为原料制备F的合成路线。(无机试剂任选,用流程图表示)__________
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【题目】在温度不变的条件下,密闭容器中发生如下反应:2SO2+O22SO3,下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是( )
A.容器中SO2、O2、SO3共存
B.SO2与SO3的浓度相等
C.容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2
D.反应容器中压强不随时间变化
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【题目】下列说法正确的是( )
A.液化石油气和天然气的主要成分都是甲烷
B.乙烯和苯都能使溴水褪色,褪色的原因相同
C.用溴水可鉴别苯酚溶液、甲苯和2,4-己二烯
D.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH
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【题目】下表离子组中所给离子在水溶液中能大量共存,且当加入试剂后反应的离子方程式书 写正确的是( )
离子组 | 加入试剂 | 发生反应的离子方程式 | |
A | NaOH溶液 | ||
B | BaCl2溶液 | ||
C | 少量KOH溶液 | ||
D | 通入少量SO2 |
A.AB.BC.CD.D
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