氮是地球上极为丰富的元素。
(1)N2是大气的主要成分之一,由于分子中键能很大,所以性质稳定。已知N≡N的键能为946 kJ·mol-1,N—N单键的键能为193 kJ·mol-1。
计算:N2分子中“π”键的键能约为 ;
结论:N2分子中“σ”和“π”键的稳定性 。
(2)氮的氧化物是大气污染物之一。为了消除污染,科研人员设计了同时消除二氧化硫和氮的氧化物的方法,其工艺流程如下:
其中清除室、分解室发生的反应如下:
清除室:NO + NO2 = N2O3 N2O3 + 2H2SO4 = 2NOHSO4 + H2O
分解室:4NOHSO4 + O2 + 2H2O = 4H2SO4 + 4NO2
回答下列问题:
Ⅰ.①和②分别为(写化学式) 、 ;
Ⅱ.氧化室发生的反应是 ;
(3)金属氮化物是一类重要的化学物质,有着特殊的用途。某金属离子(M+)与N3—形成的晶体结构如右图所示。其
中M+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它M+的符号是 ,与同一个N3-相连的M+有 个。
(4)NH3既是重要的工业产品,又是主要的工业原料。以NH3为原料生产硝酸铵的过
程如下:
其中反应②为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3 原料气为氨气和空气的混合物,假设空气中氧气的体积分数为0.2。
Ⅰ.写出反应①的化学方程式 。若不考虑副反应且各步反应均完全,生产过程中原料气中的氨气(不包含第③步被硝酸吸收的氨气)和空气中氧气恰好全部转化为硝酸,则原料气中制备硝酸的氨气和氧气的体积比为 。
Ⅱ.若实际生产中,反应①中氨的转化率(或利用率)为70%,反应②中NO的转化率为90%,反应③中氨和硝酸均完全转化。则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为多少?(写出计算过程)
(16分)已知X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期元素,原子序数依次增大。X、Z、Q的单质在常温下呈气态;Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍;X与M同主族;Z的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应,G是地壳中含量最高的金属元素。
请回答下列问题:
(1)Y、Z、M、G四种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号) 。
(2)Z在元素周期表中的位置为 。
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是(写化学式) 。
(4)常温下,不能与G的单质发生反应的是(填序号) 。
a.CuSO4溶液 b.Fe2O3c.浓硫酸d.NaOH溶液e.Na2CO3固体
(5)已知化合物C含有下述元素中的某一种元素
①若D是一种强酸,则C与水反应的化学方程式为 。
有人认为“浓H2SO4可以干燥气体C”,某同学为了验证该观点是否正确,用如图装置进行实验.分液漏斗中应加入 ,打开分液漏斗进行实验,过程中,浓H2SO4中未发现有气体逸出,且变为红棕色,则你得出的解释和结论是 。
②若D是一种常见的强碱,则C与水反应的离子方程式为 。
(13分)雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42-、NO3-、Cl-。某兴趣小组收集了该地区的雾霾,试样溶液经必要的预处理后,设计并完成了如下的实验:
已知:NO3-+A1+OH-+H2O→NH3↑+[Al(OH)4]-,根据以上的实验操作与现象,回答下列问题:
(1)气体l的成分可能是 ,进一步确定该气体成分的方法是 ,
实验室制备该气体的方程式为 。
(2)写出沉淀2产生气体的离子方程式 。
(3)经过以上实验可知,该地区雾霾中一定存在的离子有 。
(4)某同学采用了另外一种实验方法,取少量的试样直接加入硝酸银溶液产生白色沉淀,该同学由此就确定一定含有Cl-,你认为他的说法是否合理 (填是或否),其理由是 。
某课题组以苯为主要原料,采用以下路线合成利胆药—柳胺酚。
已知:
。
请回答下列问题:
(1)对于柳胺酚,下列说法正确的是。
| A.1 mol柳胺酚最多可以和2 molNaOH反应 |
| B.不发生硝化反应 |
| C.可发生水解反应 |
| D.可与溴发生取代反应 |
(2)写出A→B反应所需的试剂。
(3)写出B→C的化学方程式。
(4)写出化合物F的结构简式。
(5)写出同时符合下列条件的F的同分异构体,其结构简式为
(写出3种)。
①属酚类化合物,且苯环上有三种不同化学环境的氢原子;②能发生银镜反应。
I、煤炭中以FeS2形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为:
①2FeS2+7O2+2H2O
4H++2Fe2++4SO42-;
②Fe2++O2+H+
Fe3++____________;
③FeS2+2Fe3+
3Fe2++2S;
④2S+3O2+2H2O
4H++2SO42-。
已知:FeS2中的硫元素为-1价。
回答下列问题:
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述②离子方程式配平并补充完整
(2)反应③的还原剂是__________________。
(3)观察上述反应,硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来
II、在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,有关反应的离子方程式是_____________________________。在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式是_______________________ _。(提示:碘元素被氧化成IO3—)从以上实验可知,ClO—、I2、IO3—的氧化性由强到弱的顺序是。
III、工业上用黄铜矿( CuFeS2)冶炼铜,副产品中也有SO2 ,冶炼铜的反应为
若CuFeS2中 Fe 的化合价为+2 ,反应中被还原的元素是(填元素符号)。当生成0.8 mol铜时,此反应转移的电子数目是___________________。
2012年8月24日,武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下,合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g);
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)。
(1)判断反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)达到化学平衡状态的依据是_____ ___。
A.容器内压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),发生反应:3H2(g)+N2(g)
2NH3(g),ΔH<0,测得压强-时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如乙图像。
①若图中c=1.6 mol,则改变的条件是________(填字母);
②若图中c<1.6 mol,则改变的条件是_ __(填字母);此时该反应的平衡常数_____(填“增大”、“减小”、“不变”)
A.升温B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂
(3)如图甲,平衡时氢气的转化率为________。
(4)工业上可利用如下反应:H2O (g)+CH4 (g)
CO(g)+3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4,测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如下图所示:0~4 s内,用H2 (g)表示的反应速率为____________,用CO(g)表示的反应速率为__________。