题目内容
(1)合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图甲所示。
①X的化学式为__________,属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
②图甲中条件选定的主要原因是(选填字母序号,下同)________。
A.温度、压强对化学平衡的影响
B.铁触媒在该温度时活性大
C.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
③改变反应条件,会使平衡发生移动。图乙表示随条件改变,氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时,变化趋势正确的是________,当横坐标为温度时,变化趋势正确的是__________。
(2)常温下氨气极易溶于水,其水溶液可以导电。
①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆反应:
___________________________________________________________________。
②氨水中水电离出的c(H+)___________10-7 mol/L(填“>”、“<”或“=”)。
③将氨水和盐酸混合后,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系:
A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) D.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
Ⅰ、若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是 ,上述离子浓度大小顺序关系中正确的是(选填序号) 。
Ⅱ、若上述关系中C是正确的,则溶液中溶质的化学式是 。
Ⅲ、若该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前
c(HCl) c(NH3·H2O)(填“>”、“<”、或“=”,下同),混合后溶液中c(NH4+)与c(Cl-)的关系c(NH4+) c(Cl-)。
(3)氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成X和Y两种物质。X为铵盐,Y在标准状况下为气态。在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气;若每反应8.96 L氨气(标准状况),同时生成0.3 mol X。
①写出氨气和氟气反应的化学方程式: ___________________________________。
②在标准状况下,每生成1 mol Y,转移电子的物质的量为___________mol。
(4)已知液态NH3与H2O相似,也可以发生微弱的电离,电离出含有相同电子数的微粒,则液态NH3的电离方程式为:
(1) ①NH3 (1分) 极性 (1分) ②B、C (2分) ③c (1分) a (1分)
(2) ①NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH- (2分) ;②< (1分)
(3)Ⅰ、氯化铵 ,A (各1分);Ⅱ、NH4Cl和HCl(1分);Ⅲ、< ,=(各1分)
(4) ①4NH3 + 3F2 NF3 + 3NH4F (2分) ②6 (2分)
(5)2NH3 NH4++ NH2- (2分)
【解析】略
(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙酸醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物,工业上无机硫常用氧化锌法处理,有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O;C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S;COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
(1)钴原子在基态时核外电子排布式为 。
(2)下列有关分子结构的说法正确的是 。
A.C2H4分子中有5个键处1个键
B.COS分子(结构如右图)中键能C=O>C=S
C.H2S分子呈V形结构
D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
(3)下列有关说法不正确的是 。
A.H2O、CO、COS均是极性分子
B.相同压强下沸点:Cs2>COS>CO2
C.相同压强下沸点:C2H5SH>C2H5OH
D.相同压强下沸点:CO>N2
(4)-ZnS的晶胞结构如右图,晶胞中S2-数目为: 个。
(5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO,ZnS熔点为1830℃,ZnO熔点为1975℃,后者较前者高是由于 。
(6)钼的一种配合物化学式为:Na3[Mo(CN)8]·8H2O,中心原子的配位数为 。
B.烃醛结合反应有机合成中颇为重要,绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下:
实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛,在回流状态下反应2h,反应的产率和转化率均非常高。
(1)采用回流反应2h的目的是 。
(2)在反应中甲醇需过量,其原因是 。
(3)不同铌酸用量对产率和转化率影响,如下表:
铌酸用量/mol | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.6 |
产率% | 87.3 | 88.2 | 90.3 | 94.2 | 92.9 | 93.1 | 91.8 | 92.3 |
转化率% | 89.7 | 92.1 | 93.9 | 98.9 | 94.9 | 95.7 | 93.9 | 94.3 |
(4)催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图,这说明铌酸催化剂的优点之一是 。
(5)用铌酸作催化剂时,不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表:
序号 | 醛 | 醇 | 转化率% | 产率% |
1 | 邻羟基苯甲醛 | 甲醇 | 94.3 | 89.6 |
2 | 邻羟基苯甲醛 | 甲醇 | 93.6 | 88.7 |
3 | 邻氯苯甲醛 | 甲醇 | 93.1 | 87.3 |
4 | 间硝基苯甲醛 | 甲醇 | 54.2 | 34.1 |
5 | 邻硝基苯甲醛 | 甲醇 | 89.9 | 79.5 |
6 | 对硝基苯甲醛 | 甲醇 | 65.7 | 41.9 |
从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是 。