1、强攻专练(三)1某实验研究小组欲检验草酸晶体分解的产物并测定其纯度(杂质不发生反应)。查阅资料：草酸晶体(H2C2O42H2O)100开始失水，101.5熔化，150左右分解产生H2O、CO和CO2。下面是可供选择的实验仪器(图中某些加热装置已略去)，实验所需药品不限。(1)最适宜加热分解草酸晶体的装置是C。若选装置A可能会造成的后果是_；若选装置B可能会造成的后果是_。(2)三种气体检验的先后次序是_(填编号)。ACO2、H2O、COBCO、H2O、CO2CH2O、CO2、CO DH2O、CO、CO2(3)实验利用装置“G(碱石灰)FD(CuO固体)F”检验CO，则F中盛装的试剂是_，证明含
2、有CO的现象是_。(4)把分解装置与装有NaOH溶液的E装置直接组合，测量完全分解后所得气体的体积，测定a g草酸晶体的纯度。经实验得到气体的体积为V mL(已换算成标准状况)，则草酸纯度的表达式为_。(5)请设计实验方案测量草酸二级电离平衡常数Ka2的值，并根据方案中测得的物理量，写出计算Ka2的表达式_。解析：本题主要考查物质的检验，涉及化学实验方案的设计与评价等。(1)要注意草酸晶体的熔化温度低于其分解温度，且分解时有水蒸气生成。(2)检验CO2用澄清石灰水，检验水蒸气一般用无水硫酸铜，而检验CO一般使其通过炽热的氧化铜，再将生成的气体通入澄清石灰水，观察是否有沉淀生成，故设计实验时需要
3、首先检验水蒸气，然后检验CO2并要确保将CO2除尽，再检验CO。(3)碱石灰可以吸收CO2和H2O(g)，前一个F的作用是检验CO2是否被除尽，后一个F的作用是检验生成的气体中是否含有CO2。(4)由草酸分解的化学方程式H2C2O4H2OCOCO2可知，草酸的物质的量等于V mL CO气体的物质的量，则草酸的纯度为100%。答案：(1)固体药品熔化后会流到试管口冷凝水会倒流到试管底，造成试管破裂(2)C(3)澄清的石灰水前一个F中没有浑浊，后一个F中有沉淀产生；D中固体反应后从黑色变成红色(4)(5)常温时，用pH计测量0.100 molL1草酸钠溶液的pH，则c(OH)，依据C2OH2OHC
4、2OOH，计算得或Ka2KW或Ka2或2含氮化合物的研发与绿色发展、经济可持续发展有着密切关联。(1)氨是一种重要化工原料。合成氨原料气H2，可用天然气为原料制得，有关反应的能量变化如图所示。则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为：_。(2)氮的氧化物有着广泛用途，又是环境的污染物。()在150时，将0.40 mol NO2气体充入体积为2 L的真空密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量，数据如下表：时间/s020406080n(NO2)/mol0.40n10.26n3n4n(N2O4)/mol00.0
5、5n20.080.08当反应在150达到平衡时，该反应的平衡常数K_。(填数值)若最初通入N2O4，在相同条件下达到平衡时，各物质浓度仍然相同，则N2O4的起始浓度应为_。()氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2，且n(NO)n(NO2)11，可用尿素溶液除去，其作用原理是：NO2和NO与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素反应生成对环境无污染的物质。若用1 mol尿素吸收该尾气，则能吸收氮氧化物_g。(3)氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为：2NH3(g)CO2(g) CO(NH2)2(s)H2O(g)。如图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率的关系。a为，b为水碳比。则：b应控制在
6、_；A1.51.6B11.1C0.60,7a应控制在4.0的理由是_。解析：本题考查盖斯定律、化学平衡常数、化学平衡移动原理在生产中的应用。(1)由题中能量变化曲线可写出热化学方程式：CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.0 kJmol1，H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1，CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H836.3 kJmol1。根据盖斯定律，由3可得CH4(g)H2O(g)=3H2(g)CO(g)H171.1 kJmol1。(2)()由表中数据可求出n3n40.24，则平衡常数K2.8。两次达到平衡时各物质浓度相同，则为等效平衡，若反应
7、从右端开始，则N2O4的起始物质的量为0.20 mol，起始物质的量浓度为0.10 molL1。()根据得失电子守恒和原子守恒可得关系式：NONO22HNO2CO(NH2)2，尿素中N为3价，所以1 mol尿素可吸收1 mol NO和1 mol NO2，则氮氧化物的质量为76 g。(3)由图象看出，水碳比在0.60.7之间时CO2的转化率相对最高。答案：(1)CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)H171.1 kJmol1(2)()2.80.10 molL1()76(3)Ca等于4.0，CO2的转化率迅速提高到最大值；而在4.0之后增大a，CO2的转化率无明显增大3乙二醛(OHCCH
8、O)是一种重要的精细化工产品。.工业生产乙二醛(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，反应的化学方程式为_。该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点是_。(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法已知：OHCCHO(g)2H2(g) HOCH2CH2OH(g)H78 kJmol1K12H2(g)O2(g) 2H2O(g)H484 kJmol1K2乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)O2(g) OHCCHO(g)2H2O(g)的H_kJmol1。相同温度下，该反应的化学平衡常数K_(用含K1、K2的代数式表示)
9、。当原料气中氧醇比为1.35时，乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图所示。反应温度在450495之间和超过495时，乙二醛产率降低的主要原因分别是_、_。.乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHCCOOH)的生产装置如图所示，通电后，阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸。(3)阴极反应式为_。(4)阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有_。(5)保持电流强度为a A，电解t min，制得乙醛酸m g。列式表示该装置在本次电解中的电流效率_。(设：法拉第常数为f Cmol1；100%)解析：本题考查热化学、化学平衡、电化学等知识。(1)CH3CHO和稀硝酸反应，CH3CHO被氧化为OH
10、CCHO，稀硝酸被还原为NO，根据得失电子守恒，原子守恒配平化学方程式：3CH3CHO4HNO33OHCCHO4NO5H2O。该方法的缺点是产生有毒气体NO。(2)根据盖斯定律，由第二个反应第一个反应，可得：HOCH2CH2OH(g)O2(g) OHCCHO(g)2H2O(g)H484 kJmol1(78 kJmol1)406 kJmol1。两个方程式相减，则平衡常数相除，故该反应的化学平衡常数K。该反应为放热反应，温度升高，主反应平衡向逆反应方向移动，乙二醛产率降低；温度大于495，乙二醇大量转化为CO2等副产物，乙二醛产率降低。(3)阴极H发生还原反应，电极反应式为：2H2e=H2。(4)乙二醛为非电解质，阳极液中盐酸还可作电解质溶液，增强溶液导电性。(5)根据OHCCHOOHCCOOH，知生成m g乙醛酸消耗电子的物质的量为2 mol，电极上通过电子的总物质的量为mol，则电流效率100%100%。答案：(1)3CH3CHO4HNO33OHCCHO4NO5H2O尾气有污染(或“腐蚀设备”等其他合理答案)(2)406温度升高，主反应平衡向逆反应方向移动温度大于495，乙二醇大量转化为CO2等副产物(3)2H2e=H2(4)增强导电性(或“平衡阴极区电解液电荷”等其他合理答案)(5)%(或其他合理答案)
