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一种新的绿色硝化技术

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化学反应原理专题练习

化学反应原理专题练习

1、采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

回答下列问题（1）1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。

该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为___________。

（2）F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。

体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O4(g)完全分解）：①已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−12NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1则反应N2O 5(g)＝2NO2(g)+O2(g)的ΔH=_______ kJ·mol−1。

②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率。

t=62 min时，测得体系中p O2=2.9 kPa，则此时的=________kPa，v=_______kPa·min−1。

③若提高反应温度至35℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。

④25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数K p=_______kPa（K p为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。

（3）对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步 N2O5NO2+NO3快速平衡第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应第三步 NO+NO3→2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。

下列表述正确的是_______（填标号)。

A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) B．反应的中间产物只有NO3C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D．第三步反应活化能较高2. CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。

2018年高考真题全国1卷化学(附答案解析)

2018年高考真题全国1卷化学(附答案解析)
（3）对于反应 2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A．Ogg 提出如下反应历程：
第一步
N2O5
第二步
NO2+NO3→NO+NO2+O2
第三步
NO+NO3→2NO2
NO2+NO3
快速平衡
慢反应
快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______（填标
号)。
A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)
品中含有的杂质，结合选项解答。
详解：A、反应物均是液体，且需要加热，因此试管口要高于试管底，A 正确；
B、生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇，乙酸乙酯不溶于水，因此可以用饱和碳酸钠溶液；
C、乙酸乙酯不溶于水，分液即可实现分离，C 正确；
D、乙酸乙酯是不溶于水的有机物，不能通过蒸发实现分离，D 错误。
标号）。
A．
B．
C．
D．
（2）Li+与 H−具有相同的电子构型，r(Li+)小于 r(H−)，原因是______。
（3）LiAlH4 是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4 中的阴离子空间构型是______、中心
原子的杂化形式为______。LiAlH4 中，存在_____（填标号）。
A．离子键 B．σ 键 C．π 键 D．氢键
A．常温常压下 X 的单质为气态
B．Z 的氢化物为离子化合物
C．Y 和 Z 形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W 与 Y 具有相同的最高化合价
6．最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S 协同转化装置，实现对天然气中 CO2 和 H2S 的
高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为 ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的 ZnO）和石

2-4-二硝基氯苯合成

2-4-二硝基氯苯合成
绿色硝化技术合成 2,4-二硝基氯苯
胡衍甜，吕早生，孙昱，唐月娇，严莉 （武汉科技大学 化学工程与技术学院，湖北 武汉 430081）
摘要 本文主要介绍采用绿色硝化体系 N2O5/HNO3,以对氯硝基苯为原料,制备 2,4-二硝基氯苯。首先通过单因素实验，确定了各因素的最佳条件，然后通过正 交 实 验 找 到 了 优 化 的 工 艺 条 件 为 ： 当 对 氯 硝 基 苯 为 5g 时 ， N2O5 浓 度 为 0.3g/ml(N2O53g，HNO310ml)，反应温度为 50℃，反应时间为 70min，此时， 2，4-二硝基氯苯的产率能达到 96.73%，纯度为 100%。 关键词 对氯硝基苯；N2O5/HNO3；2，4-二硝基氯苯
10
8
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20
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70
温度/℃
图 3.2 反应温度对产量的影响 Fig.3.2 Effect of reaction temperature on the yiled 从图中我们可以看出，在 50℃内，产物的量随着温度的升高而升高，超过
50℃后，产物的量随着温度的升高而减少。说明当温度超过 50℃时，N2O5开始 分解，体系的硝化能力减弱。因此，最佳的反应温度为 50℃。 3.3 N O 浓度对 2，4-二硝基氯苯产量的影响
Table 1 Factors and levels
反应时间/min 70
反应温度/℃ 45
N O 浓度（g/ml）
25
0.25
80
50
0.3
90
55
0.35
表 1 的正交实验方案的实验结果如表 2
表 2 正交实验结果

硫自养反硝化技术

硫自养反硝化技术

特点
该技术使用硫化物作为电子供体，在厌氧条件下实现反硝化脱氮，具有无需外加碳源、减少曝气量、降低能耗等 优点。
技术发展历程
起源
硫自养反硝化技术起源于20世纪90年代 ，随着对生物脱氮技术的深入研究而逐 渐发展。
VS
发展阶段
该技术经历了实验室研究、中试研究和工 程应用三个阶段，逐渐得到广泛应用。
研究现状与应用领域
03
硫自养反硝化技术应用
污水处理与资源回收
污水处理
硫自养反硝化技术可用于污水处理过程中， 通过将硫化合物添加到厌氧反应器中，促进 反硝化细菌的生长和代谢，从而将硝酸盐和 亚硝酸盐转化为氮气，实现脱氮目的。同时 ，该技术还可将有机物转化为生物固体，便 于后续处理和资源回收。
资源回收
在污水处理过程中，硫自养反硝化技术可将 有机物转化为生物固体，这些生物固体可进 一步处理用于生产肥料、燃料等资源。此外 ，该技术还可促进硫化物的生成，可用于生 产硫酸等化学物质。
硫自养反硝化技术可处理高浓度硝酸 盐废水，对于含高浓度硫酸盐的废水 也可进行处理。该技术适用于各种类 型的废水处理，如市政污水、食品加 工废水、制药废水等。
影响因素与动力学模型
硫自养反硝化技术的影响因素包括温度、pH值、有机物含量、硫化物浓度、硝酸盐浓度等。其中， 温度和pH值对硫自养反硝化反应影响较大。适宜的温度和pH值范围为中性和弱碱性条件，适宜的温 度为20-35℃。
详细描述
反应机理与过程强化技术是硫自养反硝化技 术的关键部分。研究者们正在深入研究反应 机理，以了解影响反硝化效果的各种因素， 并采取措施优化反应过程，提高系统的稳定 性和效率。此外，研究者们还在探索新的强
化技术，如添加催化剂、优化温度和pH值 等，以提高反硝化速率和降低能耗。

2022版高考化学一轮复习微专题强化提升课化学反应速率常数和分压平衡常数Kp学案新人教版

2022版高考化学一轮复习微专题强化提升课化学反应速率常数和分压平衡常数Kp学案新人教版

化学反响速率常数和分压平衡常数(K p )本局部知识在高考中更多是以新情景下的主观题形式考查，考查学生的分析新信息和图象的能力，能理解速率计算公式和速率常数，会计算气体分压和分压平衡常数。

考查了化学平衡移动原理、与速率、平衡常数有关的计算，考查了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。

命题角度1：化学反响速率常数【典例1】(2020·全国Ⅱ卷节选)天然气的主要成分为CH 4，一般还含有C 2H 6等烃类，是重要的燃料和化工原料。

高温下，甲烷生成乙烷的反响如下：2CH 4――→高温C 2H 6＋H 2。

反响在初期阶段的速率方程为r ＝k ×c CH 4，其中k 为反响速率常数。

①设反响开始时的反响速率为r 1，甲烷的转化率为α时的反响速率为r 2，如此r 2＝________r 1。

②对于处于初期阶段的该反响，如下说法正确的答案是__________。

A ．增加甲烷浓度，r 增大 B ．增加H 2浓度，r 增大 C ．乙烷的生成速率逐渐增大 D ．降低反响温度，k 减小【解析】①设开始甲烷的浓度为1 mol ·L －1，由速率方程r ＝k ×c CH 4，如此r 1＝k ，甲烷的转化率为α时甲烷的浓度为(1－α) mol ·L －1，如此r 2＝(1－α)k ＝(1－α)r 1。

②由速率方程知甲烷浓度越大，r 越大，与H 2浓度无关，A 正确，B 错误；随反响进展甲烷浓度减小，r 减小，乙烷的生成速率逐渐减小，C 错误；降低反响温度，反响速率减小即k 减小，D 正确。

答案：①(1－α) ②AD 命题角度2：分压平衡常数【典例2】(2020·全国Ⅰ卷节选)硫酸是一种重要的根本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO 2的催化氧化：SO 2(g)＋12O 2(g)――→钒催化剂SO 3(g)ΔH ＝－98 kJ ·mol －1。

绿色硝化反应催化剂的研究进展

绿色硝化反应催化剂的研究进展

• • • 烷基季铵/ 鏻类 2.2 烷基咪唑类 2.3 烷基吡啶（咯）类 2.4 高分子离子液体催化硝化反应 2.5 内酰胺离子液体催化硝化反应
• 离子液体( IL )主要由有机阳离子和无机或有机 阴离子构成的在室温或近室温下呈液态的盐类， 作为一种新型高效的绿色催化剂和溶剂具有许 多传统分子溶剂不可比拟的独特性能： • （1）良好的溶解性能； • （2） 具有较好的热稳定性，蒸汽压几乎为零； （3） 它们与一些有机溶剂不互溶，可以提供 一个非水、极性可调的两相体系； • （4）具有较大的可调性，不同阴、阳离子的 组合，可以调节离子液体的物理和化学性质如 密度、粘度、溶解性和酸、碱性等； • （5）可循环使用
二.土酸
• 在油田领域常将氢氟酸与盐酸的混合酸称 为土酸。土酸用于解除泥浆堵塞和提高泥 砂岩地层的渗透性，以利注水或出油
2.5 内酰胺离子液体催化硝化反应
• 程广斌等制备了低毒性的己内酰胺酸性离子液 体作为催化剂和溶剂，用于催化甲苯与等摩尔 67%硝酸的硝化反应，55℃保温24 h，离子液 体用量占甲苯的摩尔分数为20%，硝基甲苯中 邻、对位异构体质量比o/p=1.2， 产率达37.1%。 齐秀芳等用硝酸/ 乙酐为硝化剂，也获得高的 收率和较好的区域选择性，室温反应2 h,硝基 甲苯的收率为99.7% ，o/p=1.03。该离子液体 重复使用4 次均表现出较好的催化活性及对位 选择性。
2.1 烷基季铵/ 鏻类离子液体催化硝 化反应
• 合成了硝酸乙铵离子液体作催化剂，硝酸 铁为硝化剂，并运用微波技术有效地提高 酚、甲酚和甲氧基酚的硝化反应的对位选 择性，对硝基甲酚的含量高达85 %
2.4 高分子离子液体催化硝化反应
• 将离子液体固载到无机高分子材料中上,由 于其更易分离、后处理方便，用于催化有 机合成反应有着良好的应用前景。Kun Qiao 等将离子液体固载在改性的硅上制备了固 载化的离子液体，用摩尔比为1∶3的62%的 HNO3作硝化剂，10mol％ 的离子液体为催 化剂，80 °C 条件下对苯、甲苯、氯苯、 溴苯和硝基苯进行硝化，反应4 小时，对硝 基甲苯的含量高达60.5% ，表现出极佳的对 位选择性。

绿色硝化剂五氧化二氮合成提纯工艺研究进展

绿色硝化剂五氧化二氮合成提纯工艺研究进展
该法发生的化学反应为:2HNO3(l)+P2O5(s)=N2O5(s)+2 H PO3(l)
把过 量的 P2O5小 心地 加到 由冰 盐冷 却下的 浓硝 酸 中，随后缓慢地蒸馏出反应瓶中的混合物(最好在臭氧 化的氧气流中蒸馏)。产品为白色固体，需低温保存。 这是迄今为止最方便常用的实验室制备N2O5的方法。 2 .2 臭氧氧化法[5]
关键词: 绿色硝化剂 五氧化二氮 合成 提纯
中图分类72- 8114(2013)01- 011- 04
1 引言 绿色硝化，是以提高反应转化率和选择性，从源
头上减少有毒有害副产物的产生，以达到清洁生产的 目的。当前国内外研究开发的各种清洁硝化反应，都 从根本上杜绝了酸的使用，彻底消除了废酸污染。其 中最具代表性的新型硝化技术是 采用N2O5作硝化剂的新 工艺[1]。
·12·
化工中间体
Chenmical Intermediate
2013年第04期
生。臭氧氧化法原料价廉易得、操作简便，具有大规 模生产的可能性。 2.3 电解法
电解法是最有工业化应用前景的生产N2O5的方法[6]， 电解法合成N2O5分为N2O4氧化和HNO3脱水两种方法。 2 .3.1 N2 O4氧化法
德国和波兰化学家们首 次提出了NO2电解 氧化法， 这是一种最早出现的 ，迄今研究最多的电化学制备N2O5 的 方法。N2O4氧 化法以N2O4/HNO3为阳极液 , 以9 0% 以 上 的HNO3或无水HNO3为阴极 液, 使N2O4 在阳极 被氧化 为N2O5, HNO3 在阴极被还原为N2O4。电极反应如下:
绿色硝化剂五氧化二氮合成提纯工艺研究进展
·11·
绿色硝化剂五氧化二氮合成提纯工艺研究进展
米向超 胡立双 陈毅峰 黄飞 荣佳 (中北大学化工与环境学院, 山西太原030051)

绿色硝化技术合成HMX的小试工艺研究

绿色硝化技术合成HMX的小试工艺研究

Ａ ｓ ｒ ｃ ： Ｔｈ ｅｈ ｄ ０ｆｓ ｎ ｈｅ ｉｉｇ Ｈ Ｍ Ｘ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ Ｕ ｓｎ ｂ ｔａ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｙ ｔ ｓｚｎ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｉ ｇ ＤＡ ＤＮ （ ｔ － ａ ｅ ｙ － ７ ｄｎｉ ｏ １・ １ ｄｉｃ ｔ ｌ３ｔ 一 ｉ ｔ 一 ５ ｒ ３ ｊ． ｅ ｍ ｌｒ ｔ ｔａ ａ ｙ Ｉ ｃ ７ｔｔ ｔ０ ｅ ｚ ｃ ｃ 。 ｔ ｒ ） ａ ｅ ｃａ ｔ．ｔ ｅ Ｈ Ｍ Ｘ ｗ ａ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｎ ｔ ｅ ｎｉ ａ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｏ ｈ ｍ ｉｔ ｒ ｆ ｓ ｒ ａ ｔｎ ｈ ｓ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｄ ｉ ｈ ｔ ｔｎ ｇ ｎ ｆｔ ｅ ｒ ｘｕ ｅｏ
维普资讯
第 ｌ期 ・２ ０ ０ ２年
火 炸 药 学 报
４ ５
绿 色硝化 技术 合成 ＨＭＸ 的小试 工艺研究
葛忠学， 高明 ， 李 洪 峰 ， 新 潮 宋
７０６） １０５ 【 安近代化 学研 霓所． 西 西安 西 陡
擅 要： 道 了以 Ｄ 报 ＡＤＮ（ ． １ ５二 乙酰 基一 ， ３ ７二硝基一 ． ． ． １ ３ ５ ７四氨 杂环辛兢 ） 原料在新 型硝化 刺 Ｎ… ＨＮ 为 Ｏ Ｏ３溶液 中音 成 ＨＭＸ的 方 岳． ＨＭＸ的得 率在 ９ ｎ上 ． 点 ３ ２ ０ ７ ８ ６ 瞎 ７ ． ～２ ２ Ｃ。此 外． 影响 ＨＭＸ得 率的几 种目素作 了初 步分析 。 时
ｄ ｎｔ ｏ ｅ ｎ ｏ ｌ ｅ ａ ｄ ｉ ｉ ａ ｉ ． Ｔｈ ｉｌ ｆＨ Ｍ Ｘ ｓ ＦＯｒ ｈ ｎ ９ ｔ ｍ ｐ ＂ ．０～ ２ ２ Ｃ ． Ｉ ｄ ａ ｉ ｎ ／ ｌｒ ｇ ｎ ｐｅ ｔ ｘ ｄ ｎ ｎｔ ｃ ｃｄ ｒ ｅ ｙ ｅｄ ｏ ｗａ １ ｅ ｔ ａ ６ ） ２ ２ ／ ７ ．８ ｎ ａ ｄ ｔｏ ｔ ￣ ｅｏｒ ｈ ｔ ａ ｆｃ ｉｇ ｔ ｉｌ ｆＨ Ｍ Ｘ ｅ ｅｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｐ ｅ ｉ ｉ ｌ ． ａ ｔ ｓ ｔ ａ ｆｅ ｔ ｈｅｙ ｅｄ ｏ ｎ ｗ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｒ ｌ ｎｅｙ ｍ

高考化学 真题透析 第1讲 化学反应速率及影响因素(精讲深剖)(含解析)

高考化学 真题透析 第1讲 化学反应速率及影响因素(精讲深剖)(含解析)

应的平衡常数
。
（3）A、第一步反应快，所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率，A 正确； B、根据第二步和第三步可知中间产物还有 NO，B 错误； C、根据第二步反应生成物中有 NO2 可知 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效，C 正确； D、第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，D 错误。答案选 AC。
3．（2018 课标Ⅱ）下列实验过程可以达到实验目的的是
编 实验目的
号
实验过程
配制 0.4000 mol·L−1 的 A
NaOH 溶液
称取 4.0 g 固体 NaOH 于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转 移至 250 mL 容量瓶中定容
向盛有 2 mL 黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素 C 溶
B
探究维生素 C 的还原性
5．（2018 课标Ⅰ）采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广 泛应用。回答下列问题
（1）1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到 N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分 子式为___________。
（2）F. Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25℃时 N2O5(g)分解反应：
【解析】分析：（1）根据还原剂失去电子转化为氧化产物判断；
（2）①根据盖斯定律计算；
②根据压强之比是物质的量之比计算；
③根据温度对压强和平衡状态的影响分析；
④根据五氧化二氮完全分解时的压强计算出二氧化氮、氧气的压强，然后再根据二氧化氮转化的方程
式计算平衡时二氧化氮、四氧化二氮的压强。
（3）根据三步反应的特点分析判断。
考纲解读
考点
内容
说明

火炸药绿色制造工艺的发展解读

火炸药绿色制造工艺的发展解读

绿色合成工艺
1.N2O5绿色硝化技术 硝基含能化合物的生物合成是火炸药原材料制造技术中最为新颖的前沿研 究领域,是一种真正绿色的合成路线。美国、英国及俄罗斯的有关研究中，最 具代表性的新型硝化技术是用N2O5作为绿色硝化剂。这一技术的关键是如何 制备N2O5和怎样实现N2O5硝化工艺。 研究的N2O5制备方法主要有半渗透膜电解法和臭氧氧化法：1)半渗透膜电 解法是在电解池内用特制的半渗透膜隔开两个电极，电解无水硝酸而生成 N2O5；2)臭氧氧化法是将含质量分数5%~10%的臭氧与氧的混合物和N2O4进 行气相反应生成N2O5。
谢谢大家！
就称为ScCO2。它区别于以往传统的常用溶剂，是一种新型的良好溶剂，具有液相和气相的共同
特性。研究人员已成功利用ScCO2进行超临界萃取生产出HMX、RDX、硝基胍(NQ)、2,4,6-三硝 基甲苯(TNT)等含能材料。ScCO2作为溶剂用于提纯物质，可取代对环境造成污染的卤化物。美国 海军水面作战中心的绿色化学计划要求用L-CO2作处理溶剂，制备含C—NO2、N—NO2和O—NO2 的含能材料。
绿色合成工艺
以硝基化合物(聚合物)为代表的含能材料是火炸药技术的基础，其传统的 制造工艺过程大都涉及硝化反应，而目前已有的硝化反应过程均会产生含有 大量有机物的废酸和废水，环境污染严重，治理费用高，因此火炸药原材料 组分传统制造工艺需要进行绿色化和低成本改进，以及积极开发含能材料的 绿色合成工艺。国内外研究人员对各种可能的新技术开展了论证，讨论和探 索了一些具有绿色制造潜力的新工艺。
绿色制造工艺
1.双螺杆挤出成型技术(TSE) 以TSE技术为核心的连续化制造工艺是火炸药制造绿色工艺中具有代表性 的工艺，具有省时、省力、适应范围广和柔性制造等优点。TSE工艺过程包 括供料、混合-挤出成型、除气、切割和系统控制几个环节，该工艺可以避免 非环保溶剂的使用，并减少生产过程中产生的废料。例如采用TSE技术制造 70mm复合推进剂(M66药柱)的试验证明：TSE连续工艺可以减少生产废料量 60%，因不使用有机溶剂而消除VOC（挥发性有机化合物）排放物，由于提 高操作效率、安全性及柔性制造能力而大大降低了制造费用，并且保持或提 高了该推进剂系统的质量与性能的可靠性。

火炸药绿色制造工艺的发展

火炸药绿色制造工艺的发展
火炸药的绿色制造技术发展
2016
火炸药的绿色制造技术发展
前言
随着人类社会工业化进程的不断推进，以健康、节能、环保及生态安全为 核心的“绿色”发展理念日益受到重视。作为武器弹药系统中关键功效组件 的火炸药产品，近些年来国内外军工领域不仅重视其功效性，而且关注寿命 周期内生产和使用各环节的健康、洁净、环保、低污染等问题。火炸药产品 在国防工业中使用量较大，其生产及使用过程属于对人员健康及环境有重要 影响的特种化工领域，容易对环境和人员健康产生很大的影响，因此尤其需 要进行相应的技术改造和升级。 20世纪90年代初以来，美、日、法、英以及俄罗斯等国依据绿色化学的 12项原则，积极投资开发绿色火炸药技术，并把与环境相容的绿色高性能火 炸药的研究与开发置于含能材料优先发展的首位。
火炸药的绿色制造技术发展
一．绿色火炸药及其发展 二．火炸药的绿色制造技术
绿色火炸药及其发展
1.绿色固体推进剂 固体火箭推进剂的用量很大,其寿命周期内许多环节都对人员健康和生态 环境有重要影响。因此,一些工业发达国家都致力于研究绿色环保型固体推进 剂。国外研究开发的绿色环保型固体推进剂品种主要有AN（硝铵）推进剂、 HNF（硝仿肼）推进剂、ADN（二硝酰胺铵）推进剂、无铅双基推进剂、以 热塑性弹性体(TPE)聚合物为黏合剂的推进剂、含HCl清除剂的HTPB（端羟 基聚丁二烯）复合推进剂、使用可水解黏合剂的交联固体推进剂等。这些绿 色环保型推进剂不使用污染环境和破坏臭氧层的AP（高氯酸铵）以及对人员 健康和环境有害的铅化合物,而使用清除剂来减少推进剂燃烧后HCl的排放。
绿色制造工艺
2.可降解的塑料黏结炸药(PBX)技术 该法由美国海军本杰明等发明，这种可降解的PBX炸药配方采用由液态聚 乙二醇和己二酸制备的聚酯作为黏合剂，在二异氰酸酯作用下将其固化成聚 氨基甲酸乙酯。这种聚合物不溶于水，但可溶于稀硫酸和氨水等。通过对比 试验显示，此PBX配方中含固体炸药RDX质量分数82%、黏合剂质量分数 18%为最佳，但含固体炸药质量分数低于82%的PBX易于加工；RDX的粒度 较大，有利于提高其回收率。试验证明，RDX几乎可全部回收，且适合再用 作炸药填料。

2019全国一卷一化学第28题分析(3)

2019全国一卷一化学第28题分析(3)

【2019新课标1卷】28题
（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气 变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注。 可知水煤气变换的ΔH___小_于____0（填“大于”“等于”或“小于”），该历 程中最大能垒（活化能）E正=___2_.0_2____eV，写出该步骤的化学方程式 _C__O_O_H_·_+_H_·+_H__2O_·_＝__C_O_O_H_·_+_2_H_·_+O__H_·或__H_2_O_·_＝_H_·_+_O_H_·_。
化
反应热与键能计算 学
盖斯定律
化学反应 原理
电 原电池工作原理 化 电解池工作原理 学 电解原理应用
金属腐蚀与防护
速率计算 速率影响因素及应用 平衡影响因素及应用 平衡常数计算及应用 转化率计算及应用 平衡方程式书写 平衡图像分析及应用
化学 反应 速率 及化 学平 衡
三、近三年新课标（ I ）卷第28题分析及比较
2017
2018
2019
以材H，2S涉气及体弱为酸素强 弱比较，利用盖 斯定律书写热化 学反应方程式， 转化率和化学平 衡常数的计算， 考查勒夏特列原 理的应用，转化 率比较，焓变的 判断。
以常见的氮氧化物平衡为 素材，涉及热能与化学能 的相互转化、热化学方程 式的含义，利用盖斯定律 书写热化学反应方程式， 化学反应速率、活化能的 概念、转化率和化学平衡 常数的计算，考查勒夏特 列原理的应用。
核心素养
实验探究与创新意识、证据推理与模型认知 宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想 科学精神与社会责任
【2017新课标1卷】近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号 传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：

2021年高考化学试卷(全国卷1)

2021年高考化学试卷(全国卷1)

2021年全国统一高考化学试卷〔新课标Ⅰ〕一、选择题〔共7小题，每题6分，总分值42分〕1．〔6分〕磷酸亚铁锂〔LiFePO4〕电池是新能源汽车的动力电池之一，采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：以下表达错误的选项是〔〕A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片〞中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀〞反响的金属离子为Fe3+ D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠2．〔6分〕以下说法错误的选项是〔〕A．蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖 B．酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质C．植物油含不饱和脂肪酸酯，能使Br2/CCl4褪色D．淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖3．〔6分〕在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中，以下操作未涉及的是〔〕A．B． C．D．4．〔6分〕N A是阿伏加德罗常数的值，以下说法正确的选项是〔〕3，水解形成的Fe〔OH〕3AB．22.4L〔标准状况〕氩气含有的质子数为18N AA4与Cl2在光照下生成CH3A5．〔6分〕环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物，螺〔2，2〕戊烷〔〕是最单的一种，以下关于该化合物的说法错误的选项是〔〕A．与环戊烯互为同分异构体 B．二氯化物超过两种C．所有碳原子均处同一平面 D．生成1molC5H12，至少需要2molH26．〔6分〕主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20．W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化台物可与浓硫酸反响，其生成物可腐蚀玻璃。

以下说法正确的选项是〔〕A．常温常压下X的单质为气态 B．Z的氢化物为离子化合物C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性 D．W与Y具有一样的最高化合价7．〔6分〕最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。

示意图如右所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯〔石墨烯包裹的ZnO〕和石墨烯，石墨烯电极区发生反响为：①EDTA﹣Fe2+﹣e﹣=EDTA﹣Fe3+②2EDTA﹣Fe3++H2S=2H++S+2EDTA﹣Fe2+该装置工作时，以下表达错误的选项是〔〕A．阴极的电极反响：CO2+2H++2e﹣═CO+H2OB．协同转化总反响：CO2+H2S═CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．假设采用Fe3+/Fe2+取代EDTA﹣Fe3+/EDTA﹣Fe2+，溶液需为酸性二、解答题〔共3小题，总分值43分〕8．〔14分〕醋酸亚铬[〔CH3COO〕2Cr•2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。

N2O5绿色硝化研究及其新进展

N2O5绿色硝化研究及其新进展
减 少 从 原 料 的 加 工 到 绿
绿色 硝化 ， 以提高 反应转 化率 和选择 性 ， 源头 是 从
上减少 有毒 有 害副产 物 的产 生 ， 以达 到清 洁 生 产 的 目 的 。当前 国 内外 研究 开 发 的 各 种清 洁 硝 化 反应 ， 从 都 根本上 杜绝 了酸 的使 用 ， 底 消 除 了废 酸 污染 。其 中 彻
好 化学 品。
硝化 反应是经常遇 到的有机单元 反应 。 目前 ， 工业 上广 泛使用 的硝化 剂有 硝硫 混 酸 、 酸酯 、 属硝 酸盐 硝 金 等 。这 些工艺不仅原 子经济性不 高 ， 而且 在生产 过程 中 会产生 大量 的废 酸及 有 机 酸 性 废水 ， 致 严 重 的环 境 导
ｅｍａｌ ｕ ｘ ｍａｌｎｕｔｅ ｕ ｃ — ｉ ｃ＠ ：ｔ ｉ ｊｓ ｄ ． ｎ ． ．
Ｃ Ｎ Ｓ ＯＵ ＮＡ Ｎ ＧＥ Ｉ Ａ ＥＲ Ａ Ｓ ＨＩ Ｅ ＥＪ Ｒ Ｌ ＯＦ Ｅ ＥＲ Ｔ Ｃ Ｍ Ｔ Ｉ Ｌ
化 选择 性 差 ， 常 用 于 钝化 底 物 的硝 化 。五 氧 化 二 氮 ／ 机 溶 剂 体 系 硝 化 温 和 ， 择 性 好 ， 要 用 于 酸 敏 性 和 水 敏 性 及 含 多 官 能 团 故 有 选 主 物 质 的选 择 性 硝 化 。 同时 ， 五 氧 化 二 氮 的合 成 及 放 大 方 法 进 行 了概 括 。 对
最 具 代 表 性 的 新 型 硝 化 技 术 是 采 用 Ｎ Ｏ 作 硝 化 剂 的
新 工 艺
产 品的最终 处置 的全 生命周 期 的不利 影响 。绿 色化学
是 通 过 改 变 化 学 品 或 生 产 过 程 的 内 在 本 质 来 减 少 或 消
除有 害物质 的使用 或 产 生 ， 是化 学工 业 可 持 续发 展 的

2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数的计算专题训练(有答案和详细解析)

2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数的计算专题训练(有答案和详细解析)

2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数的计算专题训练（有答案和详细解析）1．采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能源材料、医药等工业中得到广泛应用。

回答下列问题：F．Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。

体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t＝∞时，N2O5(g)完全分解)：t/min04080160260 1 300 1 700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.125 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数K p＝________kPa(K p为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。

答案13.4解析根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1 kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8 kPa×2＝71.6 kPa，氧气是35.8 kPa÷2＝17.9 kPa，总压强应该是71.6 kPa＋17.9 kPa＝89.5 kPa，平衡后压强减少了89.5 kPa－63.1 kPa＝26.4 kPa，所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4 kPa，二氧化氮对应的压强是71.6 kPa－26.4 kPa×2＝18.8 kPa，则反应的平衡常数K p＝18.8226.4kPa≈13.4 kPa。

2．近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。

回答下列问题：H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g) ＋H2O(g)。

在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

X 绿色硝解技术合成 RDX 酮

X 绿色硝解技术合成 RDX 酮

HN
NO 2 NO 2
NO 2 NO 2
N - CH 2
CH 2 - N
H 2C
N - NO 2 + O 2N - N
CO
N - CH 2
CH 2 - N
NO 2 (RDX )
NO 2 (RDX 酮)
2 实验部分
2. 1 仪器与试剂 仪器: IR 28400S 红外光谱仪; Perk in2E lm er240C 元素分析仪; B ruker M R 2500M H z 核磁共振仪; X 6 精
3 结果与讨论
按 L 9 (34) 来考察硝化剂的浓度 A (以 N 2O 5 的百分含量计)、硝化剂的用量B、反应温度 C、加 料方式 D 等因素对 RDX 酮得率的影响, 实验结 果见表 1。
对表 1 的正交实验结果进行数据分析, 结果 表明, 各因子对得率的影响次序为 D > B > A > C , 最佳反应条件为: A 为 20, B 为 1. 5, C 为 5, D 为 1, 在 该 条 件 下 进 行 重 复 实 验 的 得 率 为 120. 3%。 为了更好地了解反应条件对得率的影
由表 2 实验结果可见, 在 3 种加料方式中, 加料方式 最有利于产物 RDX 酮的生成, 而加料方式 最不有利 于产物的生成, 在相同的实验条件下, 改变加料
表 2 加料方式对 RDX 酮得率的影响 T ab le 2 T he effect of the w ay of feed ing
on yield of Keto2RDX
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l -胺基蒽醌工业上是通过汞催化磺化蒽醌 接着用砷协助胺解磺化产物而得到所希望产物 但如
1Z
火炸药学报
Z000 年
果用 NOZ + O3 硝化蒽醌得到高产率 Z -硝基蒽醌, 接着还原硝基蒽醌就得到 Z -胺基蒽醌, 这样就解决 了有毒元素的污染问题O
@ NOZ + O3 硝化苯甲酸及相关化合物[4]O 在臭氧 的 存 在 下, 用 NOZ 硝 化 苯 甲 酸 以 高 产 率 得 到 邻~ 间~ 对硝基苯甲酸混合物, 与混酸硝化结果相比富含邻位, 而苯甲酸盐用 NOZ + O3 硝化其产品中 间位异构体明显提高, 其碱土金属盐比碱金属盐更突出O 苯甲酸酐的 KyOdai 硝化速率较慢, 苯甲酸酯 用 KyOdai 进行硝化得到高产率三种硝基苯甲酸酯的混合物, 与混酸硝化结果相比其邻位取代异构体 明显增加O
表 2 芳酮的 Kyodai 硝化
底物
苯 甲苯 乙苯 正一丙苯 正一丁苯 邻二甲苯 间二甲苯 苯 对称三特丁基苯
反应时间 /h
2 3 3 3 3 3 3 O. s O. s
产率 /%
产品 (邻= 间= 对)
89
-
99
s2= 2= 4l
99
44= 3= s3
99
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
23= 4= 73
99
l3= 6= 8l
二氯甲苯~ 三氯甲苯及多氯甲苯都能被 0 3+ N0 2 顺利的硝化O 芳烃羰基化合物~ 缩醛~ 酰基化合物和醌的 Kyodai 硝化[l2]O 在臭氧存在下 芳酮被 N0 2 以高
产率硝化成邻位及间位硝基化合物 与混酸硝化结果相比 其邻位产品比例明显提高( 见表 2) O
表 l 苯及烷基苯的 Kyodai 硝化
苯甲酰氯和苯腈也可以用 KyOdai 方法进行硝化, 但硝化速度较快, 如用甲基磺酸作催化剂可促 进该反应, 没有水解产品的伴随, 异构体分布富含邻位, N , N -二甲苯苯甲酰胺也能顺利用 KyOdai 进 行硝化, 近似于 3= 3= 4 的比率产生三种硝基异构体O
@ 其它芳香化合物的 KyOdai 硝化[6]O 在甲基磺酸的存在下, 硝基苯几乎以定量的产率被 NOZ + O3 硝化为二硝基产物, 三种异构体( 邻= 间= 对) 的比例为 8= 91= 1O 邻硝基甲苯在 BF3 OE Z 的存 在下, 被 NOZ + O3 硝化可得到高产率 Z , 4-和 Z , 6, -二硝基甲苯O 苯能在 NOZ + O3 作用下以 90% 的产 率产生 Z , 4-二硝基苯, 如加入 0. 5mOl 甲磺酸, 则以 96% 的产率得到 Z , 4, 6-三硝基苯O N -乙酰苯胺进 行 KyOdai 硝化, 得到富含邻位产品, 该法可用于取代硝酸-乙酐法制备邻硝苯胺O
定向趋势 其邻/对比例与底物的起始浓度~ 反应温度~ 时间和溶剂种类有关 而经典硝化方法硝化这 些取代芳烃时不可能通过调整反应条件来获得不同比例的邻/ 对位产品 例如在臭氧存在下 用 NO2 硝化卤苯可获得异常高的邻位异构体产物 且几乎以定量的产率完成反应 用 Kyodai 方法硝化氯苯 其邻/对位硝基氯苯的比例可达到 1. 14 且通过变化反应条件其比例可在 1. 14*0. 45 之间变化 与 经典硝化结果相比 这是一种很独特的现象 酰基取代芳烃和酰胺基取代芳烃也具有同样的反应特
2000 年
取 代机理[6]O 电子转移亲核取代机理如下: 首先 NO2 被 O3 氧化为 NO3 NO3 具有很强的氧化性 将芳
环氧化为自由基正离子 该自由基正离子受另一分子 NO2 亲核进攻形成 O-络合物 该络合物再失去
一个质子形成硝基芳烃O 从机理可以看出 NO2 的利用率只有 50% 另一半形成 HNO3 芳烃的氧化性
--
LU
Ch u n -xu
( Nanjing University of science and technology9 Nanjing Z 100949 ChinaD
Abstract: We have summarized research achievement of ozonemediated nitration With nitrogen dioxide since 1980 in
性O 2) Kyodai 硝化体系可用于具 有 酸 敏 感 基 团 的 芳 烃 硝 化[7]O 用 经 典 方 法 硝 化 苯 烷 基 醚 N -酰 苯
胺 酚酯及芳基缩醛或酮化合物 则苯环上取代基在酸作用下易发生水解 结果得不到所希望的硝基
产物 因此至今尚无用经典方法成功硝化酚酯的报道O 如果使用 O3+ NO2 硝化体系则不存在上述的 问题O
4) Kyodai 硝化的应用O D 苯及烷基苯的 Kyodai 硝化[lO]O 苯用 0 3+ N0 2 进行硝化得到高产量的硝基苯 并伴随有少量 二硝及苯酚产生 类似条件下 烷基苯产生邻~ 对~ 间位硝基衍生物的混合物 其比例接近于混酸硝化 相应烷基苯所得的结果 随烷 基 的 体 积 增 大 其 邻 位 产 物 的 比 例 相 应 下 降 BF3ET 和 甲 基 磺 酸 是 有 效 的催化剂 铃木仁美教授的实验结果见表 l [lO]O @ 卤苯的 Kyodai 硝化[ll]O 用 0 3+ N0 2 硝化卤苯 几乎定量地产生一硝基卤苯 与用混酸硝化不 同的是所获得的产品为富含邻位产物 并且邻位比例随反应条件的改变而变化 在酸催化剂存在下
直接影响反应进程 如果芳烃为一种不易氧化的物质 则 NO3 被另一分子 NO2 捕获形成 N2O5 N2O5
在酸催化剂存在下为一强硝化剂 其机理为亲电取代机理 所以在 Kyodai 硝化体系中亲电取代机理
与电子转移机理相互竞争 那一种机理占优势取决于反应条件和芳烃的氧化性O 氧化势低的芳烃倾向
电 子转移机理 体系在极性条件下( 加入金属盐或质子酸) ( 1) 和( 2) 向右移动 有利于亲电取代反应
间/ 对位产品比率为 42= 36= 32O 苯邻硝基苯酮~ 苯间硝基苯酮~ 苯对硝基苯酮经 Kyodai 硝化 3h 后
产率均达到 99% 邻/间/对位产品比例依次为 6O= 32= 8 4l= 39= lO 47= 46= 7O
苯酮或苯甲醛的环状缩酮或醛用 N0 2+ 0 3 硝化得到高产率的一硝化产物 而混酸硝化这些底物 则使它发生水解 得不到所希望的硝化物O
NOZ + O3 硝化酚酯得到邻~ 对位硝化产品的混合物, 但酚酯不能用混酸进行硝化O 吡啶和萘也用 NOZ + O3 进行了成功的硝化O
业化的关键G
关键词: 非酸硝化; 绿色硝化; 硝化技术
中图分类号: O 6Z . 61; O 6Z1. 3
文献标识码: A
文章编号: 1007-781Z ( Z 000D 04-0009-04
A Kind of New Green Nitration Technology
--
LU
Zao-sheng9
this paper. the technology have been studied in laboratory9 and the results shoW that the technology can be applied
to almost all aromatic ring nitration9 and it is the promising nitration technology Which replace traditional mixed-acid
nitration technology. oW to make the technology industrialization is the focus of future research. Nitration reaction
is a elementary operating unit of chemical industry9 if the technology is industrialized9 it Will bring an immense
第4期
火炸药学报
ll
3) 特殊的定位效应O 用经典硝化方法硝化苯酸~ 苯酮~ 苯腈或三卤甲基苯时 其主要产物为间位 异构体 如果用 0 3+ N0 2 进行硝化 则主要产物为邻位和间位异构体 它的邻间比例随底物的不同而 变化 如苯甲酮的 Kyodai 硝化所得产物的邻间比例为 l . l O 产率大于 9O% [8] 而用经典方法所得到 产物的邻间比例为O. 37~ O. 2sO 用 0 3+ N0 2 硝化苯甲酸~ 苯甲酸盐或苯甲酸酯时 其产物的邻位比例 也明显提高[9] 但底物不同 其邻位所占比例也明显不同O
Z O3+ NOZ 硝化体系动力学特征和机理 经典芳烃硝化为一亲电取代过程9进攻的活性质点为 NOZ 9中间经过 T 络合物和 G 络合物[ ]( 见
下图D : 铃木教授通过大量实验结果推测 Kyodai 硝化的机理存在两种形式9即电子转移亲核机理和亲电
收稿日期: Z000-03-1
10
火炸药学报
society profit.
Keywords: Acidless nitration; Green nitration; Nitration technology
引言
芳烃硝基化合物是一种重要的化工原料9用于制备染料~ 医药~ 农业化学产品等G 传统的芳烃硝基 化合物的生产方法是用硝酸或混酸处理芳烃G 自 1834 年由 Mischerlich 首先发现该方法以来9作为向 芳环引入氮原子的主要方法9该法最大优点是工艺成熟9反应稳定9产率高9但排放大量的废酸及含有 机物的酸性废水G 在诸多的解决方法中9具有前景的是臭氧介质 NOZ 硝化方法9也称为 Kyodai 硝化9 该方法在实验室探索性研究已相当充分9如何实现工业化是该技术今后发展的核心G