(15分)含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有着重要的研究价值。请回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol−1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=___________kJ·mol−1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_______________(填标号)。
a.增大压强 b.降低温度
c.提高原料气中H2O的比例 d.使用高效催化剂
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液,可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO−),然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为________________,若电解过程中转移1 mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为_________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g),其反应历程如下:
①由原料到状态Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2,起始压强为p0,平衡时容器内气体总物质的量为5 mol,乙苯的转化率为_______,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
③乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示,请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因________________________________________________。
高三化学综合题困难题
(15分)含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有着重要的研究价值。请回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol−1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=___________kJ·mol−1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_______________(填标号)。
a.增大压强 b.降低温度
c.提高原料气中H2O的比例 d.使用高效催化剂
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液,可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO−),然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为________________,若电解过程中转移1 mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为_________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g),其反应历程如下:
①由原料到状态Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2,起始压强为p0,平衡时容器内气体总物质的量为5 mol,乙苯的转化率为_______,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
③乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示,请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因________________________________________________。
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含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有着重要的研究价值。请回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol−1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH=__kJ·mol−1。
下列有利于提高CO平衡转化率的措施有__(填标号)。
a.增大压强 b.降低温度 c.提高原料气中H2O的比例 d.使用高效催化剂
(2)用惰性电极电解KOH溶液,可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO−),然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为__,若电解过程中转移1mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为__L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:
(g)+CO2(g)⇌(g)+CO(g)+H2O(g),其反应历程如下:
①一定温度下,向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和2molCO2,起始压强为p0,平衡时容器内气体总物质的量为5mol,乙苯的转化率为__,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=__。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
②乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如图所示,请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因__。
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氮是大气中含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题:
(1)据报道,意大利科学家获得了极具研究价值的N4,其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式:______________________。
(2)据报道,NH3可直接用作车用燃料电池,写出该电池的负极反应式:
__________________________________________________________________________。
(3)在T1℃时,将5 mol N2O5置于10 L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①上述平衡体系中O2的体积分数为__________,N2O5的物质的量为__________mol。
②用O2表示从0~5 min内该反应的平均速率υ(O2)= __________。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有__________。
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是__________。
A.都引起a减小 B.都引起a增大
C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
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氮是大气中含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题:
(1)据报道,意大利科学家获得了极具研究价值的N4,其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式:________。
(2)据报道,NH3可直接用作车用燃料电池,写出该电池的负极反应式:________。
(3)在T1℃时,将5 mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①求该反应的平衡常数K=________(数字代入式子即可),上述平衡体系中O2的体积分数为__________。
②用O2表示从0~5 min内该反应的平均速率υ(O2)=________。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有________。
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是__________。
A.都引起a减小 B.都引起a增大 C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
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对N2、NO、NO2等物质的研究有着重要的应用价值。
(1)已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(1) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
写出常温、常压下,N2在催化剂条件下与水反应的热化学反应方程式 。
(2)汽车排气管上安装催化转化器可消除汽车尾气对环境的污染,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0,若在一定温度下,将1.4mol NO、1.2molCO充入2L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示。
①能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号);
a.2v正(NO)= v逆(N2)
b.气体总压不变
c.c(CO2)= c(CO)
d.混合气体的相对分子质量
②该反应的化学平衡常数K= ;
③从反应开始到5min,生成了0.05mol N2,则5min 内v(CO2)= ,若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”);
④20min时,若改变反应条件,导致CO浓度发生如图1所示的变化,则改变的条件可能是 (填序号)。
a.缩小容器体积 b.增加NO的浓度 c.升高温度 d.加入催化剂
(3)利用NO2可制备N2O5,原理如图2所示。生成N2O5的电极反应式为 ;此隔膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
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N、P、As、Ga、Cr、Cu等元素化合物种类繁多,具有重要的研究价值和应用价值。请回答下列问题:
(1)Cr元素价电子排布式为__________________。
(2)N2F2分子中,氮原子的杂化轨道类型为_______,画出N2F2可能的结构式_____。
(3)PCl3和PCl5是磷元素形成的两种重要化合物,请根据价电子互斥理论推测PCl3的空间构型__________________。
(4)砷化镓以第三代半导体著称,熔点为1230℃,具有空间网状结构,性能比硅更优良。广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等尖端技术中。
①砷化镓属于____晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是___(填化学式),其理由是____。上述两种晶体中的四种元素电负性最小的是_____(填元素符号)。
(5)铜的化合物种类很多,下图是氯化亚铜的晶胞结构,已知晶胞的棱长为a cm,则氢化亚铜密度的计算式为ρ=_______g/cm3.(用NA表示阿佛加德罗常数)
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N、P、As、Ga、Cr、Cu等元素化合物种类繁多,具有重要的研究价值和应用价值。请回答下列问题:
(1)Cr元素价电子排布式为__________________。
(2)N2F2分子中,氮原子的杂化轨道类型为_______,画出N2F2可能的结构式_____。
(3)PCl3和PCl5是磷元素形成的两种重要化合物,请根据价电子互斥理论推测PCl3的空间构型__________________。
(4)砷化镓以第三代半导体著称,熔点为1230℃,具有空间网状结构,性能比硅更优良。广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等尖端技术中。
①砷化镓属于____晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是___(填化学式),其理由是____。上述两种晶体中的四种元素电负性最小的是_____(填元素符号)。
(5)铜的化合物种类很多,下图是氯化亚铜的晶胞结构,已知晶胞的棱长为a cm,则氢化亚铜密度的计算式为ρ=_______g/cm3.(用NA表示阿佛加德罗常数)
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聚合物G可用于生产全生物降解塑料,在“白色污染”日益严重的今天有着重要的作用。有关转化关系如下:
已知:
请回答下列问题:
(1)物质A的分子式为 ,B的结构简式为 ;
(2)请写出F中含氧官能团的名称 ;
(3)反应①~④中属于加成反应的是 ;
(4)写出由F生成聚合物G的化学方程式 。
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端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。
该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______________,D的化学名称为________。
(2)①和③的反应类型分别为________、________。
(3)反应④ 化学反应方程式为______________________。
(4)下列说法不正确的是(____)
A.用1 mol E合成1,4二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气4mol;
B.E分子中处于同一条直线上的原子最多有8个;
C.C分子的核磁共振氢谱面积比为1:2:2:3
D.可用酸性高锰酸钾溶液鉴别A和B
(5)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为:_______________________。
(6)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为 3∶1,符合该条件的同分异构体有_______种。
(7)写出用2苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线 _____________________。
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