氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)下图1是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式____ 。
(2)在固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1 用一定物质的量的N2和H2合成NH3,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其它条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时NH3的质量分数如图2所示:
此时甲、乙、丙三个容器中一定达到化学平衡状态的是 容器,都达到平衡状态时,NH3的质量分数最高的是 容器(填甲、乙、丙)。
下图3是实验室在三个不同条件的密闭容器中,分别加入浓度均为c(N2)=0.10 mol/L,c(H2) = 0.26 mol/L进行反应时,N2的浓度随时间的变化如下图①、②、③曲线所示。
Ⅰ该反应实验②平衡时H2的转化率为 。
Ⅱ据图3所示,②装置中有一个条件与①不同,请指出②相对①改变的条件 。
Ⅲ计算实验③的平衡常数为___________________。
(3)铜与一定浓度硝酸反应时方程式可表示为:Cu+HNO3一Cu(NO3)2+NO +NO2 +H2O(方程式未配平)。3.2 g Cu被硝酸完全溶解后,如果得到的NO和NO2物质的量相同,则得到标准状况下NO体积为 L。
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四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成为是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe=3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色) +Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在________范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可以制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=________。
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式: ________。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是________ (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4的,可采用________方法。
TiCl4 | SiCl4 | |
熔点/℃ | -25.0 | -68.8 |
沸点/℃ | 136.4 | 57.6 |
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香豆素是用途广泛的香料,合成香豆素的路线如下(其他试剂、产物及反应条件均省略):
(1)Ⅰ的分子式为________;
(2)反应②的反应类型是________,反应④的反应类型是________。
(3)香豆素在过量NaOH溶液中完全水解的化学方程式为。
(4)Ⅴ是Ⅳ的同分异构体,Ⅴ的分子中含有苯环且无碳碳双键,苯环上含有两个邻位取代基,能发生银镜反应。Ⅴ的结构简式为________(任写一种)。
(5)一定条件下,与CH3CHO能发生类似反应①、②的两步反应,最终生成的有机物的结构简式为________。
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高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=“a”kJ/mol
(1)己知:
①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H1=“+”489.0kJ/mol
② C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H2=“+”172.5kJ/mol
则a=______kJ/mol。
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K=_______,温度升高后,K 值____(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
① 甲容器中CO 的平衡转化率为___________。
② 下列说法正确的是________(填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.甲容器中CO 的平衡转化率大于乙的
c.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2:3
d.增加Fe2O3可以提高CO的转化率
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
① 在a~c装置中,能保护铁的是________(填字母)。
② 若用d装置保护铁,X极的电极材料应是________(填名称)。
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【化学——选修3:物质结构与性质】目前半导体生产展开了一场“铜芯片”革命—在硅芯片上用铜代替铝布线,古老的金属铜在现代科技应用上取得了突破,用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)生产粗铜,其反应原理如下:
(1)基态铜原子的外围电子排布式为__________________,硫、氧元素相比,第一电离能较大的元素是________(填元素符号)。
(2)反应①、②中均生成有相同的气体分子,该分子的中心原子杂化类型是___,其立体结构是____。
(3)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验:CuSO4溶液蓝色沉淀沉淀溶解,得到深
蓝色透明溶液。写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式______;深蓝色透明溶液中的阳离子(不考虑H+)内存在的全部化学键类型有 。
(4)铜是第四周期最重要的过渡元素之一,其单质及化合物具有广泛用途,铜晶体中铜原子堆积模型为_____________;铜的某种氧化物晶胞结构如图所示,若该晶体的密度为d g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞中铜原子与氧原子之间的距离为________pm。((用含d和NA的式子表示)。
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(12分)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下
(1)步骤①中Cu2(OH)2CO3 发生反应的化学方程式为 。
(2)在步骤③发生的反应中,1mol MnO2转移2mol 电子,该反应的离子方程式为 。
(3)该小组为测定黄铵铁矾的组成,进行了如下实验:
a.称取4.800 g样品,加盐酸完全溶解后,配成100.00 mL溶液A;
b.量取25.00 mL溶液A,加入足量的KI,用0.2500 mol·L-1Na2S2O3溶液进行滴定
(反应方程式为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗30.00 mLNa2S2O3溶液至终点。
c.量取25.00 mL溶液A,加入足量的NaOH溶液充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得红色粉末0.600g。
d.另取25.00 mL溶液A,加足量BaCl2溶液充分反应后,过滤、洗涤、干燥得沉淀1.165 g。
①用Na2S2O3溶液进行滴定时,滴定到终点的颜色变化为 。
②通过计算确定黄铵铁矾的化学式(写出计算过程)。
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(15分)光刻胶是一种应用广泛的光敏材料,其合成路线如下(部分试剂和产物略去):
已知:A是苯甲醛
Ⅰ.(R,R′为烃基或氢)
Ⅱ. (R,R′为烃基)
(1)C分子中所含官能团名称为 。
(2)乙炔和羧酸X加成生成E,E的核磁共振氢谱为三组峰,且峰面积比为3:2:1,E能发生水解反应,则E的结构简式为 。
(3)由C到D的反应类型为 。
(4)D和G反应生成光刻胶的化学方程式为 。
(5)C的一种同分异构体满足下列条件:
①能发生银镜反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;
②苯环上的一氯取代产物只有两种。
写出该同分异构体的结构简式: 。
(6)根据已有知识并结合相关信息,写出以CH3CHO为原料制备CH3COCOCOOH的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
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茉莉花是一首脍炙人口的江苏民歌。茉莉花香气的成分有多种,乙酸苯甲酯:
是其中的一种,它可以从茉莉花中提取,也可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。一种合成路线如下:
⑴写出反应①的化学方程式:________。
⑵反应③的反应类型为________。
⑶反应________(填序号)原子的理论利用率为100%,符合绿色化学的要求。
⑷C的结构简式为________,C通常有三种不同类别的芳香族同分异构体,试写出另两种不同类别的同分异构体的结构简式(各写一种)________。
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已知某物质A有如下转化关系:
根据上图关系及实验现象,回答下列问题:
(1)A是________,B是________,G是________,X是________(均填化学式)。
(2)写出反应Ⅱ的化学方程式________。
(3)写出反应Ⅲ的离子方程式________。
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有机化学反应因反应条件不同,可生成不同的有机产品。例如:
(1)(X为卤素原子)
(2)苯的同系物与卤素单质混合,若在光照条件下,侧链上氢原子被卤素原子取代;若在催化剂作用下,苯环上的氢原子被卤素原子取代。
(3)R—CH2OHRCHO,
工业上利用上述信息,按下列路线合成结构简式为 的物质,该物质是一种香料。
请根据上述路线,回答下列问题:
(1)A的结构简式可能为 、 。
(2)反应①、③、⑤的反应类型分别为 、 、 。
(3)反应④的化学方程式为(有机物写结构简式,并注明反应条件): 。
(4)工业生产中,中间产物A须经反应③④⑤得D,而不采取直接转化为D的方法,其原因是 。
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