(1)某含碳、氢、氧三种元素的有机物,其碳、氢、氧的质量比为6:1:8,它的实验式为__________;该有机物蒸气的密度是相同条件下氢气密度的30倍,则该有机物的分子式为_______________。
(2)据报道,2002年10月26日俄罗斯特种部队在解救人质时,使用了一种麻醉作用比吗啡强100倍的氟烷,已知氟烷的化学式为C2HClBrF3,则沸点不同的上述氟烷有4种,它们的结构简式分别是:
目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请回答下列问题:
I.甲烷自热重整是一种先进的制氢方法,其反应方程式为:
CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)
(1)阅读下图,计算该反应的反应热ΔH = __________kJ/mol。
II.用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成燃料电池。
(2)以CnH2nOn、O2为原料,H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池,则负极的电极反应式为______________________________________________________________________。
(3)以CH4、O2为原料,100 mL 0.15 mol/L NaOH溶液为电解质设计成燃料电池,若放电时参与反应的氧气体积为448 mL(标准状况),产生的气体全部被溶液吸收,则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为____________________,各离子浓度由大到小的顺序为___________________。
III.利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g) + I2O5(s)5CO2(g) + I2(s),不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 mol CO,测得CO2的体积分数随时间t变化曲线如图。请回答:
(4)T2时,0 ~ 0.5 min内的反应速率v(CO) = ____________________。
(5)T1时化学平衡常数K = ____________________。
(6)下列说法不正确的是____________________(填字母序号)。
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态 |
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等 |
C.d点时,增大体系压强,CO的转化率不变 |
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb < Kd |
锌是一种常用金属,冶炼方法有火法和湿法。
I.镓(Ga)是火法冶炼锌过程中的副产品,镓与铝同主族且相邻,化学性质与铝相似。氮化镓(GaN)是制造LED的重要材料,被誉为第三代半导体材料。
(1)Ga的原子结构示意图为____________________。
(2)GaN可由Ga和NH3在高温条件下合成,该反应的化学方程式为_____________________。
(3)下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是____________________(填字母序号)。
A.一定条件下,Ga可溶于盐酸和氢氧化钠 |
B.常温下,Ga可与水剧烈反应放出氢气 |
C.Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到 |
D.一定条件下,Ga2O3可与NaOH反应生成盐 |
II.工业上利用锌焙砂(主要含Zn0、ZnFe2O4,还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)湿法制取金属锌的流程如图所示,回答下列问题:
已知:Fe的活泼性强于Ni
(4)ZnFe2O4可以写成ZnO·Fe2O3,写出ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式________________。
(5)净化I操作分为两步:第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化;第二步是控制溶液pH,只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_____________________________________________________。
(6)净化II中加入Zn的目的是______________________________________________。
(7)常温下,净化I中,如果要使c(Fe3+) < 10-5 mol/L,则应控制溶液pH的范围为_______________。
已知:Ksp[Fe(OH)3] =" 8.0" × 10-38;lg5 = 0.7
(16分)甲醇又称“木醇”或“木精”,沸点64.7℃,是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有毒,误饮5~10mL能双目失明,大量饮用会导致死亡。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O (g)△H=Q1kJ·mol-1
又查资料得知:①CH3OH(l)+1/2 O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=Q2kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l)△H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为。
(2)工业上可用CO和H2O (g) 来合成CO2和H2,再利用(1)中反应原理合成甲醇。某温度下,将1molCO和1.5molH2O充入10L固定密闭容器中进行化学反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H>0,当反应进行到10min时达到平衡,此时测得H2为0.6 mol。回答下列问题:
①0~10min内H2O(g)的平均反应速率为。
②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率,可以采用的方法是。
a.升高温度 b.缩小容器的体积
c.增大H2O (g)的浓度d.加入适当的催化剂
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O(g),重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H2的体积分数为。
(3)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池,下图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知:A、B、C、D、E、F都是惰性电极,丙中为0.1 mol/L CuSO4溶液 (假设反应前后溶液体积不变) ,当向甲池通入气体a和b时,D极附近呈红色。回答下列问题:
①a物质是, A电极的电极反应式为。
②乙装置中的总化学反应方程式为。
③当乙装置中C电极收集到224mL(标况下)气体时, 丙中溶液的pH=——。
(14分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题:
(1)B、C、D三种元素的电负性由小到大的顺序为____,E的基态原子的电子排布式为 。
(2)由B、D形成的BD32-离子中,其VSEPR模型名称是 ,离子的中心原子采用 杂化。
(3)已知由A、C、D三种元素按照4:2:3的原子个数比可形成某离子化合物,常温下测得该离子化合物的水溶液pH=5,则该溶液中水电离出的氢离子浓度为 。
(4)D、E和钡三种元素构成的某化合物的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为 。纳米级的EO2是一种广泛使用的催化剂,实验室往往通过ECl4在大量水中加热水解制得EO2·xH2O,该反应的化学方程式为 。
(14分)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高氮化肥,以天然气(含H2S)为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤未列出)。
请回答下列问题:
(1)反应①的离子方程式是____________。
(2)天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与02反应的化学方程式是_______。
(3)反应②N2+3H22NH3△H<0,温度升高,该反应的平衡常数_______ (填 “增大”、“减小” 或“不变”)。如该反应在恒容恒温条件下进行,下列说法能判断达到平衡的是。
A.单位时间内生成nmol N2同时消耗3nmol H2 |
B.混合气体的密度不变 |
C.混合气体的平均摩尔质量不变 |
D.N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2 |
(4)H2NCOONH4(氨基甲酸铵)是合成尿素的中间体,H2NCOONH4在水溶液中要发生水解反应,其水解反应的离子方程式为:。
(5)如果整个生产过程釆用绿色化学工艺,则生产120t尿素理论上需要CH4___m3(标准状况)。
(6)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电!用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示,工作时负极的电极反应式为_____。