(10分)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化成无毒气体。
(1)汽油在不同空/燃比(空气与燃油气的体积比)时尾气的主要成分不同,空/燃比较小时的有毒气体主要是 ▲ (填化学式)。
(2)人们把拆开1 mol化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1。
查阅资料获知如下反应的热化学方程式:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
① 一定条件下,N2与O2反应生成NO能够自发进行,其原因是 ▲ ;NO分子中化学键的键能为 ▲ kJ·mol—1。
② CO与NO2反应的热化学方程式为4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)
ΔH= ▲ 。对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 ▲ (填代号)。
CYP73A1炔抑制剂的合成路线如下:
(1)化合物A核磁共振氢谱有______▲______种蜂。
(2)化合物C中含氧官能团有_______▲________、_______▲_______(填名称)。
(3)鉴别化合物B和C最适宜的试剂是____________▲________。
(4)写出A—B的化学方程式_______________▲______________。
(5)B的同分异构体很多,符合下列条件的异构体有_______▲_______种。
①苯的衍生物 ②含有羧基和羟基 ③分子中无甲基
(6)试以苯酚、氯乙酸钠(ClCH2COONa)、正丁醇为原料(无机试剂任用),结合题中有关信息,请补充完整的合成路线流程图。
(12分)在100 ℃时,将0.40 mol二氧化氮气体充入2 L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
时间(s) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
n(NO2)/mol |
0.40 |
n1 |
0.26 |
n3 |
n4 |
n(N2O4)/mol |
0.00 |
0.05 |
n2 |
0.08 |
0.08 |
⑴在上述条件下,从反应开始直至20 s时,二氧化氮的平均反应速率为_________mol/(L·min)。
⑵此条件下该反应的化学平衡常数的值约为___________(保留两位有效数字)。
⑶若达到平衡后,降低温度,气体颜色会变浅,则该反应的平衡常数将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑷若在相同情况下最初向该容器中充入的是N2O4气体,要达到初始数据表中同样的平衡状态,N2O4的起始浓度是_______________;假设在80 s时达到平衡,请在右图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。
⑸计算⑷中条件下达到平衡后N2O4的转化率__________________。
(1) 25℃时,在酸性、碱性、中性溶液中,C(H+)·C(OH-)= 。
某温度下纯水中的C(H+)= 2×10-7mol/L,则此时溶液中的C(OH-)= mol/L;若温度不变,滴入稀盐酸,使c(H+)= 5×10-4mol/L,则溶液中C(OH-)= mol/L,pH= .
(2) 室温下取0.2 mol·L-1HCl溶液与0.2 mol·L-1 MOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=6,试回答以下问题:
① 混合溶液中水电离出的c(H+)________0.2mol·L-1 HCl溶液中水电离出的c(H+);(填“>”、“<”、或“=”)
② 求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Cl-)-c(M+)=__________ mol·L-1 c(H+)-c(MOH) =__________ mol·L-1
(3) 室温下如果取0.2 mol·L-1 MOH溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则说明MOH的电离程度________MCl的水解程度。(填“>”、“<”、或“=”),溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______________________。
(4)室温下,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得溶液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),右图表示该反应进行过程中能量的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_______。
A.△H>0,△S>0; B.△H>0,△S<0;
C.△H<0,△S<0; D.△H<0,△S>0。
(2)该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2
和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2) _________mol·L-1·min-1。
(4)肼(N2H4)是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是:
高温下CuO和CO中发生反应:CuO(s)+CO(g) Cu(s)+CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ |
1 000 |
1 150 |
1 300 |
平衡常数 |
4.0 |
3.7 |
3.5 |
请回答下列问题:
(1) 该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH________0(填“>”“<”或“=”);
(2) 在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Cu、CuO、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=________、CO的平衡转化率=________;
(3) 欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是__ __。
A.减少Cu的量 B.增加CuO的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐,根据图中化学反应方框图填空:
(1)单质F是________;
(2)写出由E生成G的离子方程式(或化学方程式)_______;
(3)溶液I中所含金属离子是________;
(4)由C E+F若改用浓酸,则不能选用的浓酸是(写分子式)________。
(5)写出单质C转化为A的化学方程式:___________________________________。
(6)化合物A与盐酸反应的离子方程式为:___________________________________。
在容积为VL的密闭容器中发生2NO2 2NO+O2反应。反应过程中NO2的物质的量随时间变化的状况如图所示。
(1)若曲线A和B表示的是该反应在某不同条件下的反应状况,则该不同条件是 。
A.有、无催化剂 B.温度不同 C.压强不同 D.V值不同
(2)写出该反应的化学平衡常数K的表达式: ,
并比较K800℃ K850℃(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在图上作出在A条件下NO的变化曲线,并求算在B条件下从反应开始至达到平衡,氧气的反应速率v(O2)= 。
(4)不能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.v正(NO2)=v逆(NO) B.c(NO2)=c(NO)
C.气体的平均摩尔质量不变 D.气体的密度保持不变
(5)在如图所示的三个容积相同的三个容器①、②、③进行反应:2NO+O2 2NO2
若起始温度相同,分别向三个容器中充入2molNO和1molO2 ,则达到平衡时各容器中NO物质的百分含量由大到小的顺序为(填容器编号) 。
(12分)Ⅰ.从下列各组反应对比,判断哪种微粒的氧化性最强。
(1)在氯气中Fe锈蚀成棕褐色物质FeCl3,而在盐酸中生成淡绿色溶液FeCl2。则氯气分子、氢离子、氯离子中,__________具有氧化性,__________氧化性最强。请书写出以上各反应的化学方程式___________________________。
(2)已知在ⅣA族元素中,Pb2+和Sn4+的化合物较为稳定。
据此可判断PbO2具有较强的________性,SnCl2具有较强的________性;写出PbO2溶于盐酸的离子方程式____________________;写出SnCl2和FeCl3溶液混合的离子方程式_______________________________________
Ⅱ.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40°C~50°C时反应可生成它。CuH具有的性质有:不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是:2Cu+===Cu2++Cu。
根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式:________________。
(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是____________(填化学式)。
(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式: ______________________________。
在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。请分别用图中示意的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物(左)和“引火铁”(右)。实验中必须使用普通铁粉和6mol/L盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。
填写下列空白:
⑴实验进行时试管A中应加入的试剂是______;
烧瓶B的作用是____________________;
在试管D中收集得到的是_______________。
⑵实验时,U型管G中应加入的试剂是____________;
长颈漏斗H中应加入___________。
⑶两套装置中,在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)__________。
⑷试管E中发生反应的化学方程式是_______________。
⑸为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须_____________________。
(15分)(物质结构与性质)CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。已知:
①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2、SnCl2等还原制得:
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配离子:
请回答下列问题:
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为 。H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
(2)SO2分子的空间构型为____________。与SnCl4互为等电子体的一种离子的化学式为
。
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是_ 。
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有_______。(填字母)
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
(5)CuCl的晶胞结构如右图所示,其中Cl原子的配位数为_____。
(有机化学)乙醇是一种重要的化工原料。
(1)葡萄糖在酒化酶的作用下转化为乙醇的化学方程式是 。
(2)香豆素是一种用途广泛的香料,它可以利用乙醇和B通过以下途径合成。
① D的结构简式是 ;
② 完成下列化学方程式:
E在一定条件下发生加成聚合反应: ;
E→香豆素: ;
③ B有多种同分异构体,其中含有苯环且核磁共振氢谱有四个峰的所有同分异构体的结构简式是 ;
④ 有关香豆素的说法正确的是 (填字母)。
a.只能与溴单质发生加成反应,不能发生取代反应
b. 1mol香豆素可与5molH2发生加成反应
c. 1mol香豆素可与2molNaOH发生反应
d. 1mol香豆素完全燃烧消耗9.5molO2
(15分)氟化钠是一种重要的氟盐,主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂和生产含氟牙膏等。实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化铵:
有关物质在水中溶解度(g/100gH2O)如下:
温度 |
10℃ |
20℃ |
30℃ |
溶解度:20℃NaF—4 0℃NH4F—100; 常温Na2SiF6微溶于水 |
NH4Cl溶解度 |
33.3 |
37.2 |
41.4 |
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器有 。
(2)上述流程中发生两步反应,化学方程式为:
(3)操作II的作用是
操作Ⅲ的具体过程是
(4)流程中NH4HCO3必须过量,其原因是
_______________________________________________________________________
二甲醚与水蒸气重整制氢气作为燃料电池的氢源,比其他制氢技术更有优势。主要反应为:
① CH3OCH3(g) + H2O(g)2CH3OH(g) ΔH=+37 kJ·mol-1
② CH3OH(g) + H2O(g) 3H2(g) + CO2(g) ΔH=+49 kJ·mol-1
③ CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH=+41.3 kJ·mol-1
其中反应③是主要的副反应,产生的CO能毒害燃料电池Pt电极。请回答下列问题:
(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为
。
(2)CH3OCH3(g)与水蒸气重整制氢气的热化学方程式为
。
(3)下列采取的措施和解释正确的是 。(填字母序号)
A.反应过程在低温进行,可减少CO的产生
B.增加进水量,有利于二甲醚的转化,并减少CO的产生
C.选择在低温具有较高活性的催化剂,有助于提高反应②CH3OH的转化率
D.体系压强升高,对制取氢气不利,且对减少CO的产生几乎无影响
(4)在温度相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒压,发生反应①,测得反应达到平衡时的有关数据如下。
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
1mol CH3OCH3、1mol H2O |
2mol CH3OH |
1mol CH3OH |
CH3OH的浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
吸收a kJ |
放出b kJ |
放出c kJ |
平衡时体积(L) |
V1 |
V2 |
V3 |
反应物转化率 |
α 1 |
α 2 |
α 3 |
下列说法正确的是 。(填字母序号)
A. a+2c="37 " B. α1 + α2="1" C. V1 > V3 D. c1=2c3
(5)以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极也可直接构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是 。
(15分)某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水(含少量Ca2+、Mg2+)作系列探究,装置如下图所示:
(1)电解时,甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊,请用离子方程式表示原因
______________________________________________________________。
(2)一段时间后,你认为C中溶液可能出现的现象是__________________,请用离子方程式表示原因___________________________________________________。
(3)实验结束后,乙同学将A中的物质冷却后加入到H2S溶液中发现有气泡出现,但加人到稀盐酸中却没有任何现象。请用化学方程式和简要的文字解释原因:
____________________________________________________________________.
(4)随着反应的进行,兴趣小组的同学们都特别注意到D中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去主要原因提出了如下假设,请你完成假设二。
假设一:B中逸出气体与水反应生成的物质有强氧化性,使红色逐渐褪去;
假设二:__________________________________________。
(5)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论____________________________________________________________________。