次氯酸钠溶液与氨气反应制备联氨,根据氧化还原反应的规律,可得到NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O ;
根据盖斯定律,反应热之间的关系为△H4=2△H3-2△H2-△H1;联胺有强还原性,N2O4有强氧化性,两者在一起易发生自发地氧化还原反应,产生大量热和气体,所有联氨和N2O4可以作为火箭推进剂。
(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2O
(5)联氨是一种常用的还原剂,AgBr具有氧化性,两者发生氧化还原反应生成银,则向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,可观察到固体变黑,并且有气泡产生;联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀,发生的反应为N2H4+O2=N2+2H2O,理论上1kg的联氨可除去水中溶解的氧气为1kg÷32g/mol×32g/moL=1kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是氧化产物为N2,对环境无污染,而Na2SO3的氧化产物为Na2SO4,易生成硫酸盐沉淀,影响锅炉的安全使用。
【难度】中等
【题分】14分
27.丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN等,回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ/mol
C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是 ;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460OC.低于460OC时,丙烯腈的产率 (填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是 ;高于460OC时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为 ,理由是 。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为
【答案】(1)两个反应均为放出热量大的反应;降低温度温、降低压强;催化剂;
(2)不是;该反应为放热反应,平衡产率应随温度的升高而降低; AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低; 1:7.5:1
【知识点】考查热化学方程式,影响化学平衡的因素等知识。
【考查能力】综合运用能力
【解析】(1)因为生成的产物丙烯晴和丙烯醛均有较稳定的三键和双键,能量低,反应为放热反应,所以热力学趋势大;该反应为气体体积增大的放热反应,所以低温、低压有利于提高丙烯腈的平衡产率;合适催化剂的选择是提高丙烯腈反应选择性的关键因素;
(2)该反应为放热反应,平衡产率应随温度的升高而降低;A催化剂在一定的温度范围催化活性较高,若温度过高,活性降低,正确,B平衡常数大小不影响平衡产率,错误,C根据题意,副产物有丙烯醛,副产物增多导致产率下降,正确,D活化能大小不影响平衡,错误;答案为AC;
(3)由图b可看出,比值为1时,丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低;根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨气、氧气、丙烯按2:3:2的体积比加入反应达到最佳状态,而空气中氧气约占20%,所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为2:15:2。
【难度】中等
【题分】14分
28.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液.在FeCl2液中需加入少量铁属,其目的是________。
(2)甲组同学取2mlFeCl2溶液.加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5ml煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______。
(4)丙组同学取10 mL0.1mol/LKI溶液,加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验:
① 第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;
② 第二只试管中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液,生成蓝色沉淀:
③ 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是_____(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有______(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为______。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl3溶液,溶液·变成棕黄色,发生反应的离子方程式为________;一段时间后.溶液中有气泡出现,并放热.随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______;生成沉淀的原因是______(用平衡移动原理解释)。
【答案】(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
隔绝空气,
(4)Fe2+;Fe3+;可逆反应;
(5)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,Fe3+催化H2O2分解产生O2;
H2O2分解反应放热,促使Fe3+水解平衡正向移动。
【知识点】考查铁离子和亚铁离子的性质,离子的检验,盐类的水解等知识。