【题目】碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。
I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)
(1)乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法:在Cu(NO3)2催化下,用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛,此反应的化学方程式为_______________。该法具有原料易得、反应条件温和等优点,但也存在比较明显的缺点____________。
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法
已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol,化学平衡常数为K1
OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g) ΔH=-78kJ/mol,化学平衡常数为K2
则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)的ΔH=______;相同温度下,该反应的化学平衡常数K=______(用含K1、K2的代数式表示)。
Ⅱ.CO2的综合利用
(3)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示,则下列说法正确的是______(填字母)。
a.反应达平衡状态时,混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.A点的正反应速率比B点正反应速率小
C.550℃时,若充入氦气,则V正、V逆均减小,平衡不移动
d.T℃时,反应达平衡后CO2的转化率为66.7%
e. T℃时,若再充入1molCO2和1molCO,平衡不移动
(4)氨气、CO2在一定条件下可合成尿素,其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为{n(NH3)/n(CO2)},b为水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。则
①b应控制在______
a.1.5-1.6b.1-1.1c.0.6-0.7
②a应控制在4.0的理由是_________
【答案】 CH2CH2OH+2HNO3OHC-CHO+2NO↑+3H2O 硝酸会腐蚀设备,生成的NO会污染空气 -406kJ/mol K1/K2 abe c 氨碳比a<4.0时CO2转化率较小;氨碳比a>4.0时CO2转化率增加不明显且浪费原料
【解析】试题分析:本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、化学平衡常数。
I.(1)稀HNO3将CH3CH2OH氧化成OHC-CHO,稀HNO3自身被还原成NO,CH3CH2OH中C的平均化合价为-2价,OHC-CHO中C的平均化合价为+1价,N元素的化合价由+5价降为+2价,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为CH3CH2OH+2HNO3(稀)OHC-CHO+2NO↑+3H2O。根据反应,该方法比较明显的缺点是:HNO3会腐蚀设备,生成的NO会污染空气。
(2)将反应编号,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol(①式)
OHC-CHO(g)+2H2(g)HOCH2CH2OH(g)ΔH=-78kJ/mol(②式)
应用盖斯定律,①式-②式得HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)ΔH=(-484kJ/mol)-(-78kJ/mol)=-406kJ/mol。根据化学平衡常数的含义,K1=,K2=,反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)的化学平衡常数K==。
II.(3)a项,开始时气体只有CO2,CO2的相对分子质量为44,建立平衡过程中生成CO,混合气体的平均相对分子量减小,达到平衡时混合气体的平均相对分子质量保持不变,a项正确;b项,A点温度低于B点温度,A点的正反应速率比B点正反应速率小,b项正确;c项,该容器为体积可变的恒压容器,550℃时若充入He气,容器体积增大,υ正、υ逆均减小,平衡向正反应方向移动,c项错误;d项,设起始CO2物质的量为amol,从起始到平衡时转化CO2物质的量为xmol,转化CO物质的量为2xmol,平衡时CO2、CO物质的量分别为(a-x)mol、2xmol,根据图像T℃达到平衡时CO2和CO的体积分数相等,则(a-x)mol=2xmol,解得x=,达到平衡后CO2的转化率为100%=33.3%,d项错误;e项,根据图像T℃达到平衡时CO2和CO的体积分数相等,CO2和CO物质的量相等,若再充入1molCO2和1molCO,瞬时CO2和CO的体积分数仍相等,处于平衡状态,平衡不移动,e项正确;答案选abe。
(4)①根据图像在相同氨碳比时,水碳比在0.6-0.7时CO2的转化率最大,b应控制在0.6-0.7,答案选c。
②根据图像,氨碳比a<4.0时CO2转化率较小;氨碳比a>4.0时CO2转化率增加不明显且浪费原料,所以a应控制在4.0。
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【题目】下列说法正确的是( )
A.在离子化合物中,可能含共价键
B.在共价化合物中,可能含离子键
C.含共价键的化合物一定是共价化合物
D.含离子键的化合物不一定是离子化合物
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【题目】已知NaHSO3溶液呈酸性、NaHCO3溶液呈碱性。现有浓度均为0.1mol/L的的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液,溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系(R表示S或C),其中正确的是( )
A. c(Na+)>c(HRO3-)>c(H+)>c(RO32-)>c(OH-) B. c(H+)+c(H2RO3)=c(RO32-)+c(OH-)
C. c(Na+)+c(H+)=c(HRO3-)+c(RO32-)+c(OH-) D. 两溶液中的c(Na+)、c(HRO3-)和c(RO32-)分别相等
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【题目】麻黄素是中枢神经兴奋剂,其合成路线如图所示。NBS是一种选择性溴代试剂。
已知:①A的分子量为92
②
(1)其中A为烃,则A的分子式是__________
(2)写出BC的化学方程式_______
(3)实验室检验D中官能团的方法为________。
(4)反应①的反应类型是______,F的结构简式是__________。
(5)有机物N与F互为同分异构体,满足下列条件的有机物N的结构有_____种;
①苯环上只有一个取代基 ②能发生水解反应 ③含有甲基
(6)参照上述合成路线信息,设计一条以乙醇为原料选用必要的试剂合成CH3CHOHCOCH3的流程。_____________
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【题目】下列说法正确的是( )
A.化学反应除了生成新的物质外,只伴随着热量的变化
B.物质燃烧不一定是放热反应,放热的化学反应不需要加热就能发生
C.太阳能、氢能、生物质能属于新能源
D.化石燃料是一次能源,乙醇是不可再生能源
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【题目】反应2A(g)2B(g)+C(g)△H>0,达到平衡时,要使逆反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是( )
A.减压
B.降温
C.加压
D.增大B的浓度
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【题目】工业制胆矾时,将粗制CuO粉末(含杂质FeO、Fe2O3)慢慢加入适量的稀H2SO4中完全溶解后,除去杂质离子后,再蒸发结晶可得纯净的胆矾晶体。已知:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀.回答下列问题:
(1)为除去溶液中的Fe2+,可先加入______(填化学式)将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为__________,然后再加入适量的__________调整溶液的pH到______,使Fe3+转化为Fe(OH)3。
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 molL-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3molL-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为______,通过计算确定上述方案______ (填“可行”或“不可行”)。
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【题目】NA 为阿伏伽德罗常数,下列物质的物质的量最小的是
A. 标准状况下 2.24L O2 B. 含 NA 个氢原子的 H2
C. 22g CO2 D. 含 1.204×1024 个分子的 CH4
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【题目】在室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混合,化学反应速率最大的是( )
A.0.1mol/L的盐酸15mL
B.0.2mol/L的盐酸12mL
C.0.25mol/L的盐酸8mL
D.18mol/L的硫酸15mL
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