2003年10月16日“神舟五号”飞船成功发射,实现了中华民族的飞天梦想。运送飞船的火箭燃料除液态双氧水外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%,相对分子质量为32,结构分析发现该分子结构中只有单键。
(1)该氮氢化合物的结构式为 。
(2)若该物质与液态双氧水恰好完全反应,产生两种无毒又不污染环境的物质,写出该反应的化学方程式 。
(3)NH3分子中的N原子有一对孤对电子,能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出
上述氮氢化合物通入足量盐酸时,发生反应的化学方程式 。
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ZnO、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
[化学——选修5有机化学基础]某酯M常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。已知M的分子式为C10H10O2且分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基。实验测出M的核磁共振氢谱谱图有6个峰,其面积之比为1:2:2:1:1:3。已知M分子的红外光谱如下图:
试回答下列问题。
(1)M的结构简式为。
(2)G为M的一种同分异构体,其分子结构模型如图所示:
(图中球与球之间连线表示单键或双键)。用芳香烃A为原料合成G的路线如下:
①化合物E中的官能团有(填名称)。
②A→B的反应类型是,E→F的反应类型是。
③书写化学方程式
C→DE→F
④E的同分异构体甚多,符合下列条件的同分异构体共有种,试写出符合条件的所有同分异构体的结构简式;。
i.含有笨环表苯环上有三个取代基;
ii.苯环上的一元取代产物只有两种;
iii.能发生银镜反应但遇FeC13溶液不显色。
[化学——选修3物质结构与性质l(15分)三聚氰胺()俗称。蛋白精”,可以由下列反应合成:CaO+3CCaC2+CO↑,CaC2+N2CaCN2+C,CaCN2+2H2O=NH2CN+Ca(OH)2,NH2CN与水反应生成尿素[CO(NH2)2],尿素合成三聚氰胺。
(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式:;CaCN2中阴离子为CN22一,与CN22一互为等电子体的分子有N2O和(填化学式),由此可以推知CN22一的空间构型为____。
(2)三聚氰胺中氮原子的杂化方式有。
(3)一些不法商家常在牛奶中加入三聚氰胺和三聚氰酸来提高“蛋白质”的含量,人在摄人三聚氰胺和三聚氰酸()后,两者之间易通过结合,在肾脏内易形成结石。
(4)钙的氧化物有CaO和CaO2两种,其晶胞结构如下图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为,Ca2+采取的堆积方式为。已知CaO2密度是ρg·cm-3,晶胞结构如图所示,则CaO2晶胞中距离最近的两个钙离子间的距离为cm(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
(5)配位化合物K3[ Fe( CN)n]遇亚铁离子会产生蓝色沉淀,因此可用于检验亚铁离子,已知铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,求n=。
[化学——选修2:化学与技术](15分)某地煤矸石经预处理后含SiO2( 63%)、Al2O3( 25%) 、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用煤矸石的工艺流程如下图所示。
(1)写出“酸浸”过程中主要反应的离子方程式(任写一个):。
(2)物质X足量时,“转化”过程中发生反应的有关离子方程式为。
(3)已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.7,A13+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得Al( OH)3产品,从煤矸石的盐酸浸取液开始,若只用CaCO3一种试剂,后续的操作过程是,然后再加入CaCO3,调节pHCaCO3若只pH到5.4,过滤得到Al( OH)3。
(4)以煤矸石为原料还可以开发其他产品,例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后,常温下向A1Cl3饱和溶液中不断通入HC1气体,可析出大量A1Cl3·6H2O晶体。结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因:。
(5)工业上电解冶炼铝的原料用Al2O3而不用A1Cl3其原因是。电解Al2O3冶炼铝时,阳极材料是,阳极需要定期更换,其原因是。
工业上由焦炭或夭然气制氢气的过程中会产生一氧化碳。为了除去氢气中混有的一氧化碳,可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H="-41.0" kJ·mol-l .
该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”。
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K= ;K ( 200℃)K ( 300℃) (填 “>”、“=”或“<”)。
(2)在773K时,一氧化碳发生反应的平衡常数K=9,如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020·mol-l ,则在此反应条件下一氧化碳的转化率为。
(3)某工业合成氨的原料气组成为:H2 40%、N2 20%、CO30%、CO210%(均为体积分数)。现采用“一氧化碳变换”法,向上述原料气中加入水蒸气,以除去其中的CO。已知不同温度及反应物投料比()下,变换后平衡混合气体中CO的体积分数如下表所示:
CO的体积分数/%投料比 温度/℃ |
![]() |
![]() |
![]() |
200 |
1.70 |
0.21 |
0.02 |
250 |
2.73 |
0.30 |
0.06 |
300 |
6.00 |
0.84 |
0.43 |
350 |
7.85 |
1.52 |
0.80 |
①从表中数据可以得到控制不同条件时CO的转化率的变化规律。能使CO的转化率升高,可改变的条件是、。
②温度是一氧化碳变换工艺中最重要的工艺条件,实际生产过程中将温度控制在300℃左右,其原因是。
③温度为300℃、=1时,反应后的平衡混合气体中CO2的体积分数是。(结果保留3位有效数字)o