键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的化学键能之和的差。参考以下表格的键能数据,回答下列问题:
化学键 |
Si-O |
Si-Cl |
H-H |
H-Cl |
Si-Si |
Si-C |
键能/KJ.mol-1 |
460 |
360 |
436 |
431 |
176 |
347 |
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”“<”)
SiC_______Si; SiCl4_______SiO2
(2)能否根据键能的数据判断单质Si晶体和化合物SiCl4的熔点高低? (填“能”或“不能”)原因是:
(3)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),计算该反应的反应热△H为 。
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:(将配平后的系数填在横线上)
__ C+ __ KMnO4+ ___ H2SO4→___CO2↑+ ___MnSO4 + ___K2SO4+ ___H2O
当反应中有2.408×1024个电子发生转移时,还原剂的质量为
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
x |
2.0 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2.0 |
1.0 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为(要求2位有效数字,下同);实验2达到平衡时CO的体积分数为。
②若反应的平衡常数大,处理CO的效率高,则增大该反应平衡常数的措施有。
③900℃时,该密闭容器中,加入4 molCO,3 mol H2O ,4mol CO2和2.4mol H2,比较此时正、逆反应速率的大小:v正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
④一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行,能说明该反应已经达到平衡状态的有。
A.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
B.消耗1molH2的同时消耗1molCO
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.CO2的体积分数不随时间而变化
(3)汽车尾气的排放对空气造成污染。目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器,可以有效将尾气中的有害气体转化。如:
①CO (g)+NO2(g) =CO2(g) + NO (g)ΔH =-a kJ/mol (a>0)
② 2CO (g)+2NO(g) =2CO2(g) )+ N2 (g)ΔH =-b kJ/mol (b>0)
若用标准状况下3.36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)时放出的热量为kJ(用含a和b的代数式表示,下同);并写出该反应的热化学方程式。
甲、乙、丙、丁、戊、己为原子序数依次增大的短周期主族元素。甲、丙处于同一主族,丙、丁、戊处于同一周期,乙元素最高化合价与最低价的代数和为0;丙、丁、戊的最高价氧化物的水化物之间都能发生反应。用化学用语回答下列问题:
(1)甲的阴离子的结构示意图为;用电子式表示乙与戊形成化合物的过程。
(2)丙、丁、戊的离子半径由大到小的顺序为;乙、戊、己的氢化物的还原性最弱的是。
(3)写出由甲乙两元素形成的化合物中,既含有极性键又含有非极性键,且相对分子质量最小的物质的结构式;该物质与空气在酸性条件下可构成燃料电池,该电池放电时,负极的反应式为。
(4)丙、丁的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为。由甲、丙、戊、己中部分元素形成的两种化合物的水溶液之间可以发生反应,该化学方程式为:。
(5)按下图电解丙和己形成化合物的饱和溶液,该装置可用于家庭用水的消毒。写出该电解池中发生反应的总反应方程式:。
下列框图中的物质均为中学化学中常见物质,其中甲、乙为单质,其余均为化合物。B为常见液态化合物,A为淡黄色固体,将G的饱和溶液滴入沸水中,煮沸可得到红褐色胶体。请回答下列问题:
(1)A的电子式为,乙的组成元素在周期表中的位置是
(2)反应①~⑤中,属于非氧化还原反应的是(填序号);C中含有的化学键有(填序号:a离子键; b极性键 ;c 非极性键)
(3)反应⑤的化学方程式为;甲与B反应的离子方程式为。
(4)F溶液中阳离子的检验方法为
(5)在F溶液中加入与F等物质的量的A恰好使F转化为E,写出该反应的离子方程式。
硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2Mg0.B203.H20、Si02及少量Fe304、CaCO3, Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:
已知:H3BO3在200C、400C、600C、1000C时的溶解度依次为5.0 g、8.7 g、14.8 g、40. 2 g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3. 2、 5.2、9.7和 12.4。
(1)由于矿粉中含CaC03,为防止“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出,应采取的措施是: 。
(2)“浸出液”显酸性,含H3B03和Mg2+和SO42-,还含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H202和Mg0,除去的杂质离子是_______。H2O2的作用是____________________________________________ (用离子方程式表示)。
(3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是_____________________________________。
(4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图,且溶 液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgS04·H20,应采取的 措施是将“母液”蒸发浓缩,____________
(5)硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反应:H3BO3(aq)+H2O(l) [B(OH)4]-(aq)+H+(aq) K=5.7×10-10(298K)
计算25℃时0.7mol·L-1硼酸溶液中H+的浓度。(写出计算过程)
(6)已知298K时:
化学式 |
碳酸 |
醋酸 |
电离常数 |
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 |
K=1.75×10-5 |
下列说法正确的是。
A.碳酸钠溶液滴入硼酸中能观察到有气泡产生
B.碳酸钠溶液滴入醋酸中能观察到有气泡产生
C.等浓度的碳酸和硼酸溶液比较,pH:前者>后者
D.等浓度的碳酸钠和醋酸钠溶液比较,pH:前者>后者
臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂.
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s)ΔH=-235.8kJ/mol.已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)ΔH=+62.2kJ/mol,则常温下反应: 2O3(g)=3O2(g)的ΔH=.
(2)科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+,阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢,其电极反应式为。
(3)O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8。写出该反应的化学方程式为:
(4)所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP。原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基(SO4-·)。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-·的量。某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-·的影响。
①溶液酸碱性的影响:其他条件相同,将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,结果如图a所示。由此可知:溶液酸性增强,(填 “有利于”或“不利于”)Na2S2O8产生SO4-·。
②Fe2+浓度的影响:相同条件下,将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L-1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L-1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。已知 S2O82- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+。则由图示可知下列说法正确的是:_________________(填序号)
A.反应开始一段时间内, 4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大,其原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4-·。 |
B.Fe2+是4-CP降解反应的催化剂 |
C.当c(Fe2+)过大时,4-CP降解率反而下降,原因可能是Fe2+会与SO4—.发生反应,消耗部分SO4—.。 |
D.4-CP降解率反而下降,原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强,不利于降解反应的进行。 |
③当c(Fe2+)=3.2 ×10-3 mol·L-1时,4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为。