(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
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
      在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为        
(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


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   

(12分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) H=" -92.4KJ/mol  " ,据此回答以下问题:
(1)下列有关该反应速率的叙述,正确的是(选填序号)           
a.升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率
b.增大压强不能增大活化分子百分数,所以不可以加快反应速率
c.使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高,加快反应速率
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响
(2)①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________________。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越_____ 。
(3)某温度下,若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=___________(可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是               (填字母)。
a.容器内的密度保持不变               b.容器内压强保持不变    
c.υ(N2)=2υ(NH3)             d.混合气体中c(NH3)不变
(4)对于合成氨反应而言,下列有关图象一定正确的是(选填序号)_____________。

(5)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1mol N2和3 molH2,此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1 kJ;
B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2 kJ。则:a_____b(填>、=、<), Q1_____ Q2(填>、=、<), Q1_____92.4(填>、=、<)。

(9分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如
下图:

(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=        ;反应的平衡常数随温度的变化如表一,

温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数K
10
9
1
0.6
 
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与HzO均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为_____。
(2)此流程的第II步反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有         (填实验编号);
实验编号
N(CO)
N(H2O)
n(H2
N(CO2
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
0.5
2
1
1
 
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是
①体系的压强不再发生变化            ②混合气体的密度不变             ③混合气体的平均相对分子质量不变    ④各组分的物质的量浓度不再改变  ⑤体系的温度不再发生变化            ⑥ v(CO2正)= v(H2O逆)
(4)图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t达到平衡、在时刻t分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻t发生改变的条件是_________。(写出两种)

(5)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为 33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为: CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H="-103.3" kJ·mol-1。则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为           

 0  59358  59366  59372  59376  59382  59384  59388  59394  59396  59402  59408  59412  59414  59418  59424  59426  59432  59436  59438  59442  59444  59448  59450  59452  59453  59454  59456  59457  59458  59460  59462  59466  59468  59472  59474  59478  59484  59486  59492  59496  59498  59502  59508  59514  59516  59522  59526  59528  59534  59538  59544  59552  203614 

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