已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g) N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题:
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线________表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是________。
(2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=________mol/(L·min);反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________________________________________。
(3)若要达到与最后相同的化学平衡状态,在25 min时还可以采取的措施是________。
A.加入催化剂 |
B.缩小容器体积 |
C.升高温度 |
D.加入一定量的N2O4 |
磷单质及其化合物的有广泛应用。
(1)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为:
4Ca5(PO4)3F(s)+2lSiO2(s)+30C(s)===3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH
①上述反应中,副产物矿渣可用来________。
②已知相同条件下:
4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)===P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2
SiO2 (s)+CaO(s)===CaSiO3(s) ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH,ΔH=________。
(2)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式见下图)之间脱去两个水分子的产物,其结构式为______。三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为________。
(3)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍。
①NaH2PO2中磷元素的化合价为________。
②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性等条件下发生下述反应:
(a)______Ni2++________H2PO2-+______________===____________Ni+________H2PO+________
(b)6H2PO2-+2H+===2P+4H2PO3-+3H2↑
请配平反应式(a)。
③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的,这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点:________;原理上的相同点:________;化学镀的优点:________。
(14分)已知:①25℃时弱电解质电离平衡数:Ka(CH3COOH)=,Ka(HSCN)=0.13;难溶电解质的溶度积常数:Kap(CaF2)=
②25℃时,mol·L-1氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略体积变化),得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系,如下图所示:
请根据以下信息回答下列问题:
(1)25℃时,HF电离平衡常数的数值Ka= 。
(2)25℃时,将20mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20mL 0.10 mol·L-1HSCN溶液分别与20mL 0.10 mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图为图2所示:
反应初始阶段,两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 ,反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO-) c(SCN-)(填“>”、“<”或“=”)
(3) mol·L-1HF溶液与 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合,调节混合液pH为4.0(忽略调节混合液体积的变化), (填“有”或“无”)沉淀产生。
(4)已知CH3COONH4溶液为中性,又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断NH4HCO3溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”);
将同温度下等浓度的四种盐溶液:
A.NH4Cl | B.NH4SCN | C.CH3COONH4 | D.NH4HCO3 |
按(NH4+)由大到小的顺序排列是: (填序号)。
按pH由大到小的顺序排列是: (填序号)
(16分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2在一定条件下发生反应: N2(g) +3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)= 。平衡时H2的转化率为 。
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有 。
A.加了催化剂 B.增大容器体积C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃ |
200 |
300 |
400 |
K |
K1 |
K3 |
0.5 |
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1 K2(填“<”“>”或“=”);
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2 B.v(H2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为 。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时,则该反应的v(N2)正 v(N2)逆(填“<”“>”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是 。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
(11分) 已知有机物A不能发生银镜反应,也不能使溴水褪色;在一定条件下,A的苯环上发生卤代反应时只能产生两种一卤代物;A在一定条件下还能发生如下图所示的反应。B与过量的银氨溶液能发生银镜反应;C中具有八元环结构;D溶液中加入浓硝酸会变黄色;E能使溴水褪色。
请回答:
(1)写出A的化学式:_______________ ;
AD的反应类型: ;EF的反应类型: ;
(2)写出下列变化的化学方程式: AC: ;
EF: ;
(3)写出D的结构简式: ____________ ;
(4)B发生银镜反应的离子方程式______________________ ;
(5)若E中的苯环和各官能团均保持不变,苯环上取代基的数目、位
置也不改变。写出符合上述条件的E的同分异构体有 种。
某有机物A的分子式为C6H10Br2,不能使溴水褪色,G的分子式为C4H8,能使溴水褪色,A、G的核磁共振氢谱如下。G为石油化工基本原料,K为高分子化合物,1mol J与足量金属钠反应生成22.4L(标准状况)氢气,C、D互为同分异构体。各有机物之间的转化关系如下:
已知:
回答下列问题:
(1)C的结构简式为 ,
(2)写出B→D的化学方程式 。
(3)A在一定条件下也能直接反应生成D,写出相应的化学方程式(需注明反应条件)
(4)写出F和J反应生成K的化学方程式
(5)有机物R与B互为同分异构体,满足下列条件的R共有 种,写出任意的两种
① 与NaOH溶液反应 ②不能与NaHCO3溶液反应 ③碳链无支链
用l-丁醇、溴化钠和过量较浓H2SO4混合物为原料,在实验室制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物。现设计如下装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请根据实验步骤,回答下列问题:
⑴关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。竖直冷凝管的作用是 ,写出该反应的化学方程式 。
⑵理论上,上述反应的生成物还可能有:丁醚、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭A处酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是 、 。
(3)相关有机物的数据如下:
为了进一步精制1-溴丁烷,继续进行了如下实验:待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管,塞上带温度计的橡皮塞,关闭a,打开b,接通冷凝管的冷凝水,使冷水从 (填c或d)处流入,迅速升高温度至 ℃,收集所得馏分。
(4)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是 。
Ⅰ:在H2O2作用下可实现Fe(CN)63-与Fe(CN)64-之间的相互转化,在酸性溶液中H2O2可使Fe(CN)64-转化为Fe(CN)63-;在碱性溶液里H2O2可使Fe(CN)63-转化为Fe(CN)64-。写出以上相互转化的离子方程式。
① 酸性溶液中: ,
②碱性溶液中: 。
Ⅱ:膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置图如下。
(3)A装置是________,B装置是_________(填“原电池”或“电解池”)。
(4)N2O5在装置中的______区(填“正、负极”或“阴、阳极”)生成,其电极反应式为______________。
(5)通入O2一极的电极反应式为_______________________________。
(1)同分异构体现象在有机化学中是非常普遍的,下列有机物互为同分异构体的是 、
①CH2=CHCH3 ② ③CH3CH2CH3 ④HCCCH3
⑤⑥CH3CH=CHCH3
写出⑥的其它链状同分异构体及名称 。
(2)最近我国自主研制了一种新型燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了的晶体,它在高温下能传导。回答如下问题:①以丁烷()代表汽油,这个电池放电时发生反应的化学方程式是_________________________________________________________。
②这个电池的正极发生的反应是_________________,固体电解质里的移动方向是__________________ 。
(3)下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为:
2CH3OH+3O2+4KOH 2K2CO3+6H2O
①请回答:甲池是 装置,B(石墨)电极的名称是 。
②写出下列电极反应式: 通入CH3OH 的电极的电极反应式是 ,
A(Fe)电极的电极反应式为 。
③乙池中反应的化学方程式为 。
④当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40g时,甲池中理论上转移电子 mol。
化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气,因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。同时,由于粗锌中还含有铁等杂质,使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁,为了充分利用制氢废液,常用其制备皓矾(ZnSO4·7H2O)。某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾并探究其性质。
(l)制备皓矾的实验流程如下图所示。
已知:下列氢氧化物开始生成沉淀到沉淀完全的pH范围分别为:
|
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
Zn(OH)2 |
5.7 |
8.0 |
回答下列问题:
可供选择使用的有:氯水、20%的H2O2、氨水、NaOH溶液、Zn(OH)2、ZnO
① 加入的试剂①,应选用 ,作用: 。
② 加入的试剂②调节pH,可选用 或 ,用离子方程式表示其原理
。
③有同学提出,应将晶体1加入稀硫酸中溶解,原因是 。
④在得到皓矾时,向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是 。
(2)检验皓矾中是否含有Fe元素的操作(试剂自选) 。
在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g)+Y(g)aZ(g)+W(g) ΔH=-QkJ/mol(Q>0)
当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;
平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则
(1)温度升高,平衡常数K的值是__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)化学计量数a的值为__________。
(3)有同学认为,Q1一定小于Q,你认为该结论是否正确?__________,其理由是____________________。
(4)维持温度、体积不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是__________(稀有气体不参与反应)。
A.2 mol X、1 mol Y、1 mol Ar | B.a mol Z、1 mol W |
C.1 mol X、0.5 mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol W | D.2 mol X、1 mol Y、1 mol Z |
中学化学中的平衡理论主要包括:化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡4种,且均符合平衡移动原理。请回答下列问题:
(1)现将4 mol SO2和2 mol O2充入固定容积为2 L的密闭容器中,500 ℃进行反应并保持温度不变,反应达到平衡。若在温度不变的条件下,再向平衡体系中加入2 mol SO2、2 mol O2与4 mol SO3,平衡将向________移动。
(2)常温下,取pH=2的盐酸和醋酸各100 mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸pH变化曲线的是________(填“A”或“B”)。设盐酸中加入的Zn粒质量为m1,醋酸中加入的Zn粒质量为m2。则m1________m2(填“<”、“=”或“>”)。
(3)难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。在常温下,溶液中各离子浓度以它们化学计量数为指数的乘积是一个常数,叫溶度积常数(Ksp)。当溶液中各离子浓度指数的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。若某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于________(已知Ksp=2.0×10-20)。
(4)常温下,向某纯碱溶液中滴入酚酞,溶液呈红色,则该溶液呈________性。在分析该溶液遇酚酞呈红色的原因时,甲同学认为是配制溶液时所用的纯碱样品中混有NaOH所致;乙同学认为是溶液中电离出的CO32-水解所致,请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法进行评判(包括简要操作、现象和结论):_________________。
已知一个碳原子上连有两个羟基时,易发生下列转化:
已知:A、B存在如图转化关系。
请据图回答:
(1)物质B能发生的反应类型是________。(填序号)
A.取代反应 B.水解反应 C.消去反应
(2)已知在相同情况下,等质量氢气的体积是A蒸气的81倍,16.2 g A在氧气中完全燃烧,生成44g CO2和9 g H2O,则A的化学式为________。
(3)C具有如下特点:能跟FeCl3溶液发生显色反应;能发生加聚反应;苯环上的一氯代物只有两种。写出反应①的化学方程式:______ 。
(4)化合物G是C的同分异构体,它属于芳香族化合物,能发生银镜反应。G有多种结构,写出其中只有一个取代基的同分异构体的结构简式:______ 。
有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液,他们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体;B、C、D和F是盐溶液,且它们的阴离子均不同。现进行如下实验:
①A有刺激性气味,用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾;
②将A分别加入其他五种溶液中,只有D、F中有沉淀产生;继续加入过量A时,D中沉淀无变化;F中沉淀完全溶解;
③将B分别加入C、D、E、F中,C、D、F中产生沉淀,E中有无色、无味气体逸出;
④将C分别加入D、E、F中,均有沉淀生成,再加入稀HNO3,沉淀均不溶。
根据上述实验信息,请回答下列问题:
(1)能确定的溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式):
_________________________________________________________________;
(2)不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法:_________________________________________________________________。