各物质之间的转换关系如下图,部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物,X、Y、Z的原子序数依次增大,在周期表中X的原子半径
最小,Y、Z原子最外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体,G为黄绿色单质气体,J、M为金属,l有漂白作用,反应①常用于制作印刷电路板。
请回答下列问题:
(1)写出A的化学式 , C的电子式 。
(2)由X、Y、Z三种元素按原子个数比为4:1:1形成的化合物的结构简式为 。
(3)写出反应②的化学方程式(有机物用结构简式表示) ,
由X、Y两元素形成的分子量为72的化合物的同分异构体共有 种,其中在光照下与Cl2反应其一氯取代物有4种的化合物的名称为 。 (4)已知F溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的化学方程式 。
(5)研究表明:气体D在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体N,其结构中原子的排列为正四面体,请写出N及其2种同素异形体的名称 、 、 。
(15分)工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收SO2和NO,同时获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。
请回答下列问题:
(1)装置I中生成HSO-3的离子方程式为。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO-3和SO2-3)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示。
①下列说法正确的是(填标号)。
A.pH = 7时,溶液中c( Na+) < c (HSO-3) + c(SO2-3) |
B.由图中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈10-7 |
C.为获得尽可能纯的 NaHSO3,应将溶液的pH控制在 4~5为宜 |
D.pH = 9时溶液中 c(OH-)=" c" (H+) + c(HSO-3)+ 2c(H2SO3) |
②向pH = 5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的 CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,其pH 降为2 ,用化学平衡移动原理解释溶液 pH 降低的原因。
(3)装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行,写出NO被氧化为NO-2离子方程式。
(4)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。
图中A为电源的(填“正”或“负”)极。右侧反应室中发生的主要电极反应式为。
(5)已知进人装置Ⅳ的溶液中NO-2的浓度为 0.75 mol/L ,要使 1m3该溶液中的NO-2完全转化为 NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的 O2的体积为 L 。
Ⅰ.化学反应总是伴随能量变化,已知下列化学反应的焓变
2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H1
SO2(g)+ I2(g) + 2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) △H2
H2SO4(l)=H2O(g) + SO2(g) +1/2O2(g) △H3
2H2O(g)=2H2(g)+ O2 (g) △H4
(1)△H4与△H1、△H2、△H3之间的关系是:△H4=。
(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) 在150℃下能自发进行,则△H ____ 0
A.大于B.小于C.等于 D.大于或小于都可
Ⅱ.以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=QkJ/mol (Q>0)
在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是____(选填序号)
(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是_____
A.平衡常数K不再增大
B.CO2的转化率不再增大
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.反应物不再转化为生成物
(3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是_______(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是_______(选填编号)
A.降低温度B.充入更多的H2C.移去乙醇D.增大容器体积
(4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=_______%
【化学—选修3物质结构与性质】(1)A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能(KJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
根据上述信息,写出B的基态原子核外电子排布式,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为。
(2)钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物,往其中一种配合物的溶液中加入AgNO3溶液时,无明显现象,往其溶液中加BaCl2溶液时若,产生白色沉淀,则该配合物的化学式为,中心离子的配位数为。
(3)参考下表中的物质熔点回答下列问题
物质 |
NaF |
NaCl |
NaBr |
NaI |
NaCl |
KCl |
RbCl |
CsCl |
熔点(℃) |
995 |
801 |
755 |
651 |
801 |
776 |
715 |
646 |
根据上表数据解释钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点变化规律。
(4)C60可用作储氢材料。C60的结构如图1。已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确,并阐述理由。科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图2所示,该物质在低温时是一种超导体,该物质的K原子和C60分子的个数比为。
(5)三聚氰胺分子的结构简式如图3,则其中氮原子轨道杂化类型是,l mol三聚氰胺分子中含mol键。
(6)碳化硅的晶胞与金刚石的晶胞相似如图4,设晶胞边长为a cm,碳原子直径为b cm,硅原子直径为c cm,则该晶胞的空间利用率为(用含a、b、c的式子表示)。
【化学——选修2:化学与技术】(15分)利用生产磷铵[(NH4)3PO4]排放的废渣磷灰石[(Ca3(PO4)2)]制取硫酸并联产水泥的工艺流程如下:
(1)操作a的名称,实验室中进行此操作时用到的玻璃仪器有。
(2)在实验室中操作b包括____、冷却结晶。
(3)干燥机中发生反应的化学方程式为。
(4)水泥常用做建筑材料,是利用了水泥的性质。
(5)SO2的催化氧化反应为2SO2(g)十O2(g)2SO3(g)。实验测得压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为SO2:7%、02:11%、N2:82%)。
①实际生产中,SO2的催化氧化反应是在常压、400℃—500℃条件下进行。采用常压的主要原因是;该反应化学平衡常数大小关系是:K(400℃)K(500℃)(填“>”、“<”或“=”)。
②催化氧化时使用热交换器的原因是。
(6)制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。下列能用于测定硫酸尾气中SO2含量的试剂组是。(填写相应字母)
a、NaOH溶液、酚酞试液b、Na2CO3溶液、酚酞试液
c、碘水、淀粉溶液d、KMnO4溶液、稀硫酸
(14分)锂及锂盐具有的优异性能和特殊功能,在化工、电子、宇航、核能、能源等领域都得到广泛应用;锂元素更是被誉为“能源元素”。
Ⅰ 锂的原子结构示意图为;锂暴露在湿空气中时,会迅速地失去金属光泽、表面开始变黑,更长时间则变成白色。生成的化合物是氮化锂、氢氧化锂,最终生成碳酸锂。写出生成氮化锂的化学方程式。锂在空气中燃烧,发出浅蓝色的火焰,放出浓厚的白烟,生成相应氧化物 _____(填化学式)。
Ⅱ 下面是从锂辉石(Li2O·Al2O3·SiO2)中提出锂的工业流程示意图。
① 高温煅烧时的反应原理为:Li2O∙Al2O3∙SiO2+K2SO4= K2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4;
Li2O∙Al2O3∙SiO2+Na2SO4= Na2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4。
②锂离子浸取液中含有的金属离子为:K+、Na+、Li+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Mn2+ 。
③几种金属离子沉淀完全的pH
金属离子 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Mn(OH)2 |
沉淀完全的pH |
4.7 |
9.0 |
3.2 |
10.1 |
④Li2SO4、Li2CO3在不同温度下的溶解度(g / 100g水)
温度 溶解度 |
10 |
20 |
50 |
80 |
Li2SO4 |
35.4 |
34.7 |
33.1 |
31.7 |
Li2CO3 |
1.43 |
1.33 |
1.08 |
0.85 |
(1)浸取时使用冷水的原因是。
(2)滤渣2的主要成分为。
(3)流程中分2次调节pH(pH7~8和pH > 13),有研究者尝试只加一次浓NaOH溶液使pH> 13,结果发现在加饱和碳酸钠溶液沉锂后,随着放置时间延长,白色沉淀增加,最后得到的Li2CO3产品中杂质增多。Li2CO3产品中的杂质可能是,用离子方程式表示其产生的原因。
(4)加热浓缩的作用是。
(5)洗涤Li2CO3晶体使用。