(13分)Ⅰ.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。
(1)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g) 该反应的ΔH ▲ 0 (选填“>”或“=”或“<”)。
(2)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+ 172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式 ▲ 。
(3)下图中左图是一碳酸盐燃料电池,它以CO为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,右图是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式 ▲ 。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与▲ 极(填:“C”或“D”)相连。
③当消耗2.24 L(标况下)CO时,粗铜电极理论上减少铜的质量 ▲ (填:“大于”、“等于” 或“小于”)6.4克。
Ⅱ.(1)已知Na2CrO4溶液酸化时发生的反应为:2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O,若1L酸化后所得溶液中铬元素的总物质的量为0.55 mol,CrO42-有10/11转化为Cr2O72-。又知:常温时该反应的平衡常数K=1014。上述酸化后所得溶液的pH= ▲ 。
(2)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于 ▲ mol·L-1,然后再进行后续处理方能达到国家排放标准。
②还原法:CrO42-
Cr3+
Cr(OH)3。用该方法处理10 m3 CrO42-的物质的量浓度为1.0×10—3 mol·L-1的废水,至少需要绿矾(FeSO4·7H2O,相对分子质量为278) ▲ Kg(保留两位小数)。
铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用。
(1)已知:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1641.0 kJ·mol-1
C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ·mol-1
则Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)的 △H=kJ·mol-1。
(2)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色(b),如图所示。液滴中心是区(填“正极”或“负极”),其电极反应式为。为减缓钢铁的腐蚀,可与锌块相连,该方法称为。
(3)铁钛合金是一种不锈钢材料,某同学在探究该合金的性质时,往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入铁屑至溶液显紫色,该过程中发生的反应有:
①2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
②Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
③。
X、Y、Z、M和N均为短周期元素,X、Y、Z原子序数依次增大且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ、XZ2型分子, Y与M气态化合物标准状况下密度约0.76g/L。N的原子半径为短周期元素中最大。回答下列问题:
(1)M、Z和N的元素符号分别为、、。
(2)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由大到小的顺序为。
(3)由上述元素组成、既含有共价键又含有离子键的化合物,其中含有极性共价键或含有非极性共价键,各举一例用电子式表示为、 。
(4)X和Y组成的离子XY-对环境有害,可在NaClO的碱性溶液中转化为碳酸盐和氮气,相应的离子方程式为。
(1)据报道以硼氢化合物NaBH4(H的化合价为-1价) 和 H2O2作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,其工作原理如图所示。写出该电池放电时负极的电极反应式:。
(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态过氧化氢为助燃剂。
已知:N2H4(l) + O2(g) = N2(g)+ 2H2O(l)△H =" –" 534 kJ·mol—1
H2O2(l)= H2O(l) + 1/2O2(g) △H =" –" 98.6 kJ·mol—1
写出常温下,N2H4(l) 与H2O2(l)反应生成N2和H2O的热化学方程式:。
(3)O3可由臭氧发生器(原理如图所示)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为(填“A”或“B”)。
②若C处通入O 2,则A极的电极反应式为:。
(4)向一密闭容器中充入一定量的一氧化碳和水蒸气,发生反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),下列情况下能判断该反应一定达到平衡状态的是_______(选填编号)。
| A.v正(H2O) = v逆(H2) |
| B.容器中气体的压强不再发生改变 |
| C.H2O的体积分数不再改变 |
| D.容器中CO2和H2的物质的量之比不再发生改变 |
E.容器中气体的密度不再发生改变
(5)温度T1时,在一体积为2L的密闭容积中,加入0.4molCO2和0.4mol的H2,反应中c(H2O)的变化情况如图所示,T1时反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)第4分钟达到平衡。在第5分钟时向体系中同时再充入0.1molCO和0.1molH2(其他条件不变),请在右图中画出第5分钟到9分钟c(H2O)浓度变化的曲线。
(16分)尼泊金甲酯和香兰素在食品、化妆品行业有广泛用途。它们的结构简式如下:
(1)尼泊金甲酯中显酸性的官能团是__________(填名称)。
(2)下列说法中,正确的是______(填标号)。
| A.尼泊金甲酯和香兰素分子式都是C8H8O3 |
| B.尼泊金甲酯和香兰素都能发生水解反应 |
| C.1 mol尼泊金甲酯或香兰素均能与4 mol H2发生加成反应 |
| D.利用银氨溶液可以区别尼泊金甲酯和香兰素 |
(3)写出尼泊金甲酯与NaOH溶液反应的化学方程式:_________________________________。
(4)大茴香酸与香兰素互为同分异构体,它是一种羧酸,且具备以下3个特点。大茴香酸的结构简式为______________________。
a.分子中含有甲基
b.遇FeCl3溶液不显紫色
c.苯环上的一氯代物只有两种
(5)以丁香油酚为原料,通过下列路线合成香兰素。
(注:分离方法和其他产物已经略去;乙酸酐的结构简式为:(CH3CO)2O)
①由
和ClCH2CH==CH2合成丁香油酚的反应类型为____________。
②步骤Ⅱ中,反应的化学方程式为____________________________________。
③W的结构简式为________________。
选考(12分)【化学一物质结构与性质】太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
(1)镓的基态原子的电子排布式是__________________________。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为________(用元素符号表示)。
(3)气态SeO3分子的立体构型为____________________。
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与相对分子质量的关系如图所示,呈现这种变化的原因是________________。
(5)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中金原子(Au)与铜原子(Cu)个数比为________________;若该晶体的边长为a cm,则该合金密度为____________g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为NA)。