【題目】運用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。

（1）甲醇作為一種重要的化工原料，既可以作為燃料，還可用于合成其它化工原料。在一定條件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反應(yīng)原理可表示為：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g) △H＝－29.1kJ/mol。向體積為2 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)和2molCO，測得容器內(nèi)的壓強(p：kPa)隨時間(min)的變化關(guān)系如下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，改變的反應(yīng)條件是 。

②反應(yīng)Ⅰ在5 min時達到平衡，在此條件下從反應(yīng)開始到達到平衡時v(HCOOCH3)＝ 。

③反應(yīng)Ⅱ在2 min時達到平衡，平衡常數(shù)K(Ⅱ)＝ 。在體積和溫度不變的條件下，在上述反應(yīng)達到平衡Ⅱ時，再往容器中加入1 mol CO和2mol HCOOCH3后v(正)______ v(逆)(填“＞”“＜”“＝”)，原因是________________。

④比較反應(yīng)Ⅰ的溫度(T1)和反應(yīng)Ⅲ的溫度(T3)的高低：T1 T3(填“＞”“＜”“＝”)，判斷的理由是_____________________________。

（2）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2。某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進行研究，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖所示，利用以下反應(yīng)填空：NO＋CON2＋CO2（有CO） 2NON2＋O2（無CO）

①若不使用CO，溫度超過775 ℃，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為 ；

②在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，應(yīng)控制最佳溫度在 左右。

【答案】

（1）①Ⅱ中使用催化劑（1分）

②0.10mol/(L·min) （2分）

③2（1分） ＜（1分）

濃度商Qc＝＞2＝K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，故v(正)＜v(逆) （2分）

④＞（1分）

此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(或者反應(yīng)Ⅰ達平衡時所用的時間比反應(yīng)Ⅲ達平衡時所用的時間短，化學(xué)反應(yīng)速率快，故T1溫度更高) （2分）

（2）①該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進行（2分）

②870℃(850℃到900℃之間都可以) （2分）

【解析】

試題分析：

（1）①Ⅱ和Ⅰ相比反應(yīng)速率加快，但不影響平衡移動，正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，應(yīng)是使用催化劑；

②恒溫恒容下，壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比，故平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為(2＋2)mol×＝3mol，則：

CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) 物質(zhì)的量減小△n＝1

起始量(mol)：2 2 0

變化量(mol)：1 1 1 4－3＝1

平衡量(mol)：1 1 1

則v(HCOOCH3)＝ ＝0.10 mol/(L·min)；

③Ⅱ、Ⅰ溫度相同，平衡常數(shù)相同，平衡常數(shù)K(Ⅱ)＝；此時濃度商Qc＝ ＞2＝K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，則v(正)＜v(逆)；

④此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(或者反應(yīng)Ⅰ達平衡時所用的時間比反應(yīng)Ⅲ達平衡時所用的時間短，化學(xué)反應(yīng)速率快，故T1溫度更高)；

（2）①由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進行，所以若不使用CO，溫度超過775 ℃，NO的分解率降低；

②根據(jù)曲線I可知在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，溫度為870℃左右時轉(zhuǎn)化率最高，因此應(yīng)控制最佳溫度在870℃左右。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】能源、環(huán)境與人類的生活和社會發(fā)展密切相關(guān)。低碳、環(huán)保,能源的綜合利用是是當(dāng)今的熱門話題。英國蒂斯河畔斯托克頓市的“空氣燃料合成公司冶竟真的發(fā)明出了一種將空氣變成汽油的高科技技術(shù)，而美國科學(xué)家最早設(shè)計出以甲烷等碳?xì)浠衔餅槿剂系男滦碗姵�，大大提高天然氣的利用效率。�?jù)此，回答下列問題：

（1）“空氣變汽油”這項科技解決環(huán)境問題的意義是_______________________；

（2）“空氣變汽油”其原理可簡化如下：

則：

①合成路線中，NaOH 和鹽酸都可以循環(huán)利用，寫出有關(guān)反應(yīng)式______________________；

②轉(zhuǎn)變過中，100g5%Na2CO3溶液，電解后，溶液濃度變?yōu)?0%，則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣多少升?

（3）天然氣燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全，產(chǎn)生________ (填寫化學(xué)式)堵塞電極的氣體通道，有人估計，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年時間。

（4）以下是天然氣燃料電池電解精煉銅的裝置圖：

則，①甲池反應(yīng)的離子方程式為______________________；

②當(dāng)乙池中某電極的質(zhì)量增重12.8g 時,理論上甲池中消耗的CH4在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為__________mL，甲池中溶液的pH約為__________(溶液的體積變化忽略不計)；此時向甲池中加入1 L1.0×10-3mol/L的CaCl2溶液，則甲池中________(填“有”或“無”)沉淀生成[已知Ksp(CaCO3)=2.9×10-9]。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】有機化合物K在化工和醫(yī)藥方面有重要的應(yīng)用，其合成路線如下：

已知信息：

①C能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，E的相對分子質(zhì)量比D大4，G的苯環(huán)上的一溴代物有兩種

②

③2RCH2CHO

請回答下列問題：

（1）F的名稱是__________，H含有的官能團是__________。

（2）A→B的反應(yīng)類型是__________，F→G的反應(yīng)類型是__________。

（3）C與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。

（4）K的結(jié)構(gòu)簡式是__________。

（5）符合下列要求的C8H10O的同分異構(gòu)體有__________種．

①芳香族化合物②與Na反應(yīng)并產(chǎn)生H2③遇FeCl3溶液呈紫色，

其中核磁共振氫譜為4組峰，且面積比為6:2:1:1的是__________(寫出其中一種結(jié)構(gòu)簡式)

（6）參照已知信息和成路線，設(shè)計一條由CH2=CH2為原料合成CH3CH2CH2CH2OH的路線(注明反應(yīng)條件):__________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】醋酸亞鉻水合物{[Cr(CH3COO)2]22H2O，相對分子質(zhì)量為376}是一種深紅色晶體，不溶于冷水，是常用的氧氣吸收劑．實驗室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如右圖所示，且儀器2中預(yù)先加入鋅粒．已知二價鉻不穩(wěn)定，極易被氧氣氧化，不與鋅反應(yīng)．制備過程中發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)如下：

Zn(s)+2HCl(aq)═ZnCl2(aq)+H2(g)

2CrCl3(aq)+Zn(s)═2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)

2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)═[Cr(CH3COO)2]22H2O(s)

請回答下列問題：

（1）儀器1的名稱是_____________。

（2）往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是_____________(選下面的A、B或C)；目的是_____________。

A．鹽酸和三氯化鉻溶液同時加入

B．先加三氯化鉻溶液一段時間后再加鹽酸

C．先加鹽酸一段時間后再加三氯化鉻溶液

（3）為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合，應(yīng)關(guān)閉閥門_____________(填“A”或“B”，下同)，打開閥門_____________。

（4）本實驗中鋅粒要過量，其原因除了讓產(chǎn)生的H2將CrCl2溶液壓入裝置3與CH3COONa溶液反應(yīng)外，另一個作用是_____________。

（5）已知其它反應(yīng)物足量，實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g，取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L；實驗后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]22H2O9.4g，則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為_____________(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物)。

（6）鉻的離子會污染水，常溫下要除去上述實驗中多余的Cr2+，最好往廢液中通入足量的_____________，再加入堿液，調(diào)節(jié)pH至少為_____________才能使鉻的離子沉淀完全(鉻的離子濃度應(yīng)小于10-5mol/L)．已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31，≈4，lg2≈0.3

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】⑴化合物A和B的分子式都是C2H4Br2, A的核磁共振氫譜圖如右圖所示，則A的結(jié)構(gòu)簡式為：______________________，請預(yù)測B的核磁共振氫譜上有___________個峰（信號），強度之比為____________。

⑵根據(jù)下面的反應(yīng)路線及所給信息填空

①.反應(yīng)②的反應(yīng)類型是_________________。

②.一氯環(huán)己烷的一硝基取代產(chǎn)物有________種(不考慮立體異構(gòu))。

③.反應(yīng)④的化學(xué)方程式________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】2008年北京殘奧會吉祥物是以牛為形象設(shè)計的“福牛樂樂”（Funiulele）。有一種有機物的鍵線式也酷似牛形（下圖所示），故稱為牛式二烯炔醇。下列有關(guān)說法正確的是（ ）

A．牛式二烯炔醇含有4種官能團

B．牛式二烯炔醇不能使酸性KMnO4溶液褪色

C．1 mol牛式二烯炔醇最多可跟4mol Br2發(fā)生加成反應(yīng)

D．該有機物的化學(xué)式為C29H44O

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】【化學(xué)——選修5：有機化學(xué)基礎(chǔ)】某化工廠以醇A與芳香族化合物C7H8O為基本原料，按下面的流程生產(chǎn)可制得一種重要的液晶材料的中間體Z。

已知：① RCH=CH2RCH2CH2OH；

②一個碳原子上有2個—OH時會自動脫水形成羰基。

（1）A →B的反應(yīng)條件為_______________，C7H8O →X的反應(yīng)類型是___________。

（2）D中官能團名稱為__________，B的名稱為___________，C的結(jié)構(gòu)簡式為_________。

（3）寫出X與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________。

（4）C7H8O轉(zhuǎn)化為Y過程中可得到一種相對分子質(zhì)量比Y大16的副產(chǎn)品W，W有多種同分異構(gòu)體，滿足下列條件的同分異構(gòu)體共有________種，寫出其中核磁共振氫譜有4組峰的物質(zhì)的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式_________________（寫出兩種即可）。

①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

（5）參照上述流程，寫出以為基本原料合成苯乙醛的合成路線圖______________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某化學(xué)小組以苯甲酸為原料，制取苯甲酸甲酯，已知有關(guān)物質(zhì)的沸點如下表：

物質(zhì)

甲醇

苯甲酸

苯甲酸甲酯

沸點/℃

64.7

249

199.6

密度/g.cm-3

0.792

1.2659

1.0888

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品

在圓底燒瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇(密度約為0.79 g·cm－3)，再小心加入3 mL濃硫酸，混勻后，投入幾塊碎瓷片，小心加熱使反應(yīng)完全，得苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品。

（1）濃硫酸的作用是______________；若反應(yīng)產(chǎn)物水分子中有同位素18O，寫出能表示反應(yīng)前后18O位置的化學(xué)方程式：_________________________________________。

（2）甲和乙兩位同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的兩套實驗室合成苯甲酸甲酯的裝置(夾持儀器和加熱儀器均已略去)。根據(jù)有機物的沸點，最好采用__________裝置(填“甲”或“乙”)

（3）反應(yīng)物CH3OH應(yīng)過量，理由是__________________________。

Ⅱ.粗產(chǎn)品的精制

（4）苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，現(xiàn)擬用下列流程圖進行精制，請在流程圖中方括號內(nèi)填入操作方法的名稱。

（5）通過計算，苯甲酸甲酯的產(chǎn)率為__________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】為了探究化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度的有關(guān)問題，某研究小組進行了以下實驗

Ⅰ.以H2O2的分解反應(yīng)為研究對象，實驗方案與數(shù)據(jù)記錄如下表，t表示收集a mL O2所需的時間。

序號

反應(yīng)

溫度/℃

c(H2O2)/

mol·L－1

V(H2O2)

/mL

m(MnO2)

/g

t/min

1

20

2

10

0

t1

2

20

2

10

0.1

t2

3

20

4

10

0.1

t3

4

40

2

10

0.1

t4

（1）設(shè)計實驗2和實驗3的目的是研究________________________對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

（2）為研究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可以將實驗________和實驗________(填序號)作對比。

（3）將實驗1和實驗2作對比，t1________t2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

Ⅱ.以KI和FeCl3反應(yīng)為例(2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2)設(shè)計實驗，探究此反應(yīng)存在一定的限度�？蛇x試劑：①0.1 mol·L－1 KI溶液 ②0.1 mol·L－1 FeCl3溶液

③0.1 mol·L－1 FeCl2溶液 ④0.1 mol·L－1 鹽酸

⑤0.1 mol·L－1 KSCN溶液 ⑥CCl4

實驗步驟：（1）取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，再滴加幾滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液

（2）充分反應(yīng)后，將溶液分成三份

（3）取其中一份，加試劑⑥，振蕩，CCl4層顯紫色，說明反應(yīng)生成碘

（4）另取一份，加試劑________(填序號)，現(xiàn)象________________________，說明此反應(yīng)存在一定的限度。

Ⅲ.N2O4可分解為NO2。在100 mL密閉容器中投入0.01 mol N2O4，利用現(xiàn)代化學(xué)實驗技術(shù)跟蹤測量c(NO2)。c(NO2)隨時間變化的數(shù)據(jù)記錄如下圖所示。

（1）反應(yīng)容器中最后剩余的物質(zhì)有________________，其中N2O4的物質(zhì)的量為________mol。

（2）c(NO2)隨時間變化的曲線表明，實驗測得的化學(xué)反應(yīng)速率在逐漸減小，從開始到平衡建立這段時間的平均反應(yīng)速率為________。

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