氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨气的化学家。
(1)下图表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化,据此请回答
①写出氮气和氢气合成氨的热化学方程式:_____________。
②对于合成氨的反应下列说法正确的是_____________(填编号)。
A.该反应在任意条件下都可以自发进行
B.加入催化剂,能使该反应的E和△H都减小
C.若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
D.该反应属于人工固氮
(2)现在普遍应用的工业合成氨的方法为N2+3H22NH3,是哈伯于1905年发明的,但此法达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是_________________。
A.使用的更高效催化剂 B.升高温度
C.及时分离出氨气 D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下,2L的密闭容器中发生N2+3H22NH3的反应,左下图表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0~10min内该反应的平均速率v(H2)=_______________。从11min起,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为_____________________。
A. a B.b C.c D.d
(3)随着对合成氨研究的发展,2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法,即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入一个加热到500℃的电解池中,采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质里,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氮(装置如右上图)。则钯电极上的电极反应式是_____________________。
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有机化学是一门重要的医药专业基础学科,有机合成工业的发展在药物的发展中起到了重要的作用。根据下列信息按要求回答有关问题:
Ⅰ、阿司匹林结构简式如下图,它具有解热、镇痛、抗炎、抗风湿等多方面的药理作用,是应用最早、最广和最普通的解热镇痛药。回答下列问题:
(1)写出阿司匹林所含官能团的名称是_________________。
(2)写出阿司匹林跟足量NaOH溶液反应的化学方程式:_____________________。
(3)一种缓释阿司匹林的结构式如图。该物质在酸性条件下水解生成阿司匹林、_________(写名称)和一种聚合物A。聚合物A的单体的结构简式是__________________。
(4)水杨酸的分子式是C7H6O3 ,跟乙酸酐[(CH3CO)2O]在催化剂作用下生成阿司匹林。水杨酸有多种同分异构体,同时符合下列条件的有________种。
A.分子中有苯环 B.能跟银氨溶液生成银镜反应 C.分子中无-O-O结构
Ⅱ.咖啡酸常用于外科手术时预防出血或止血,其结构简式如下图:
(1) 写出咖啡酸与足量的浓溴水反应的化学方程式:________________,该反应中涉及到的反应类型有:__________________。
(2)已知下列转化关系:写出B的结构式:_________。
(3)与咖啡酸分子式相同,官能团种类及数目均相同且苯环上的一氯代物只有一种的有机物可能是结构是:___________(任写一种)。
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CH4既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。
(1)已知8.0 g CH4完全燃烧生成液体水放出444.8 kJ热量。则当CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)中生成2mol的H-O键放出_____kJ热量。
(2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池,其工作原理如图10所示,则通入a气体的电极名称为_____,通入b气体的电极反应式为 ________。(质子交换膜只允许H+通过)
(3)在一定温度和催化剂作用下,CH4与CO2可直接转化成乙酸,这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图11所示,则该反应的最佳温度应控制在 ________左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜 (CuAlO2,难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,其离子方程式为 _____________________。
(4)CH4还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOx反应转化为N2和CO2,若标准状况下8.96 L CH4可处理22.4 L NOx,则x值为______________。
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运用化学反应原理的有关知识回答下列问题:
(1)晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2 △H=-989.2 kJ·mol-1,有关键能数据如下表:
化学键 | Si-O | O=O | Si-Si |
键能kJ·mol-1 | X | 498.8 | 176 |
则X的值为_________。
(2)加热N2O5,依次发生的分解反应为①N2O5N2O3+O2,②N2O3N2O+O2,在1 L密闭容器中充入4 mol N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2的平衡浓度为4.5 mol/L,N2O3的平衡浓度为1.7 mol/L,则t℃时反应①的平衡常数为_________。
(3)一只规格为amL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在mmL处,当液面降到n mL处时,下列判断正确的是_________。
A.流出溶液的体积为(m-n)mL B.流出溶液的体积为(n-m)mL
C.管内溶液体积等于(a-n)mL D.管内溶液体积多于nmL
(4)已知某二元酸(H2A)溶液按下式发生一级和二级电离:H2A=H++HA-;HA-H++A2-,且0.1mol·L-1的NaHA溶液的pH=2,则0.1mol·L-1的H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能是_________0.11 mol·L-1(填“<”“>”或“=”),理由是__________。
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如图所示,若电解5min时,铜电极质量增加21.6g。
(1)电源电极Y名称为__________(填“正极”或“负极” )。
(2)电解池中溶液的pH变化:A_________,B________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)A中发生反应的离子方程式为:_________________,若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后溶液OH-的浓度等于_______。
(4)B中阳极的电极反应式为____________________;若通电5min时B中共收集2.24L气体(标况),溶液体积为200mL,则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度约为______。
(5)若将C装置单独取出,导线连接铜、银后,请写出负极的电极反应式____________
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据报道,摩托罗拉公司开发了一种以液态甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用一个月.下图是一个电化学过程的示意图.
已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O
请填空:
(1)充电时:①原电池的负极与电源________极相连 ②阳极的电极反应为_________________.
(2)在此过程中若完全反应,乙池中B极的质量增加648g,则甲池中理论上消耗O2_____L(标准状况下).
(3)若在常温常压下,1gCH3OH燃烧生成CO2和液态H2O时放热22.68kJ,表示该反应的热化学方程式为______________________________________.
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常见铅蓄电池是二次电池,其电极材料分别为Pb和PbO2,电解液为稀H2SO4溶液,工作时的总反应式为Pb +PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 +2H2O。请依据上述情况判断:
(1)铅蓄电池的负极材料是________________。
(2)请依据两极材料和总反应,写出放电时正极反应是______________。
(3)请依据总反应式和正极反应式,写出放电时负极反应是________________________。(4)放电时,电解质溶液中阴离子移向______极;电流方向从______极流向______极。
(5)放电时,电解质溶液的酸性_________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
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按要求回答下列问题:
(1)有下列六种物质:①碳60(C60)晶体②硼晶体③Na2O晶体④ CaF2晶体⑤P4O10晶体⑥碳化硅晶体。其中属于离子晶体的是 ,属于分子晶体的是 ,属于原子晶体的是________________。
(2)有下列分子:HCN、P4、SO2、PCl3、BF3,其中属于非极性分子的是 。
(3)有下列离子:SO32-、SO42-、CO32-,其中空间构型为正四面体形的是 ,中心原子的杂化轨道类型属于sp2杂化的是 。
(4)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为___________;与每一个钙离子距离最近并且距离相等的钙离子有____________个 。
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在下列条件下能否发生离子反应?请说明理由。
(1)CH3COONa溶液与HCl溶液混合。
(2)向澄清的Ca(OH)2溶液中通入少量CO2。
(3)CuCl2溶液与H2SO4溶液混合。
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苯甲酸乙酯(C9H10O2)稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为:
已知:
颜色、状态 | 沸点(℃) | 密度(g·cm-3) | 相对分子质量 | |
苯甲酸* | 白色片状晶体 | 249 | 1.2659 | 122 |
苯甲酸乙酯 | 无色澄清液体 | 212.6 | 1.05 | 150 |
乙醇 | 无色澄清液体 | 78.3 | 0.7893 | 46 |
环己烷 | 无色澄清液体 | 80.8 | 0.7318 | 84 |
*苯甲酸在 100℃会迅速升华。
实验步骤如下:
①在 100mL 圆底烧瓶中加入 12.20g 苯甲酸、25mL乙醇(过量)、20mL 环己烷,以及 4mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按右图所示装好仪器,并在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口,控制温度在 65~70℃加热回流 2h。反应时环己烷-乙醇-水会形成“共沸物”(沸点62.6℃)蒸馏出来。在反应过程中,通过分水器下部的旋塞分出生成的水,注意保持分水器中水层液面原来的高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中。
②反应结束,打开旋塞放出分水器中液体后,关闭旋塞。继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。
④用分液漏斗分出有机层,水层用 25mL 乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚后,继续升温,接收 210—213℃的馏分。
⑤检验合格,测得产品体积为 11.43mL。
回答下列问题:
(1)装置 X 的作用是_________;进水口为_________(a或者b)。
(2)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是_________。
(3)步骤②中应控制馏分的温度在_________。
A.65~70℃ B.78~80℃ C.85~90℃ D.215~220℃
(4)若 Na2CO3加入不足,在步骤④蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是_________。
(5)该实验的产率为_________。
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