能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(I)十3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) △H= _1275.6 kJ·mol—1
②H2O(I) ="==" H2O(g) △H="+" 44.0 kJ.mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 (2分).
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应B:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如下图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H1________0(填“>”、“<”或“=”)。
②对于反应A,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 。
A.升高温度 | B.增加CO2的量 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.按原比例再充入CO2和H2 |
③某温度下,将4mol CO和12mol H2,充人2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO) ="0.5" mol·L—1,,则该温度下该反应的平衡常数为 。
④.某种甲醇—空气燃料电池是采用铂作为电极,稀硫酸作电解质溶液。其工作时负极的电极反应式可表示为______________________
(3)对燃煤烟气中的SO2、NO2设物质的量之比为1∶1,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。,则该反应的化学方程式为________。(4)在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则
溶液中c(Na+)+c(H+)_____ c(NO3-)+c(OH-)(填写“>”“=”或“<”)
碳族元素是形成化合物种类最多的元素。
(1)碳原子2个2p电子的运动状态不相同的方面是_______;C5HxN分子中C、N原于最外层都达到8电子稳定结构,则x的值可能为_______ (选填序号)。
a.10 b.11 c.13 d.15
(2)如图是金刚石晶体的结构示意图。则关于金刚石的描述正确的是(选填序号)。
a.C-C键键角都为109°28’ b.最小的环由6个C原子构成
c.可溶于非极性溶剂 d.l mol金刚石含有4 mol C-C键
(3)以下比较错误的是________(选填序号)。
a.稳定性SiH4>CH4b.沸点SiH4>CH4
c.熔点SiC>Si d.键能C=C>C-C
(4)NaBH4是广泛使用的有机反应还原剂,其中H为-1价,SiO2为其制备原料之一。
①配平以下制备NaBH4的化学方程式:□Na2B4O7+□Na+□SiO2+□H2→□NaBH4+□Na2SiO3
②反应中被还原的元素为________。
(5)碳酸钙是石灰石、方解石等的主要成分,可以形成“喀斯特”地貌、钟乳和石笋,有关反应的化学方程式为_________________________________________。
(6)若物质组成相似,可相互推算组成元素的相对原子质量。某学习小组模拟求算锗的相对原子质量,测得了锗酸钠中Na和Ge的质量分数、硅酸钠中Na和Si的质量分数,他们还需查阅的数据是______(选填序号)。
a.氧元素的相对原子质量
b.硅元素的相对原子质量
c.钠元素的相对原子质量
制备液晶材料时经常用到有机物Ⅰ,Ⅰ可以用E和H在一定条件下合成:
请根据以下信息完成下列问题:
①A为丁醇且核磁共振氢谱有2种不同化学环境的氢;
②
③一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
(1)B按系统命名法名称为:。
(2)芳香族化合物F的分子式为C7H8O, 苯环上的一氯代物只有两种,则F的结构简式为:。
(3)C→D的反应条件为:。
(4)A→B、G→H的反应类型为、。
(5)D生成E的化学方程式为。
E与H反应生成I的方程式为 。
(6)I的同系物K相对分子质量比I小28。K的结构中能同时满足如下条件:①苯环上只有两个取代基;②分子中不含甲基。共有种(不考虑立体异构)。
试写出上述同分异构体中任意一种消耗NaOH最多的有机物结构简式。
已知元素A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大,A的p能级电子数是s能级的一半,C的基态原子2p轨道有2个未成对电子;C与D形成的化合物中C显正化合价;E的M层电子数是N层电子数的4倍,F的内部各能层均排满,且最外层电子数为1。
请回答下列问题:
(1)C原子基态时电子排布式为。
(2)B、C两种元素第一电离能为:>(用元素符号表示)。试解释其因: 。
(3)任写一种与AB_离子互为等电子体的离子。
(4)B与C形成的四原子阴离子的立体构型为,其中B原子的杂化类型是。
(5)F(OH)2难溶于水,易溶于氨水,写出其溶于氨水的离子方程式。
(6)D和E形成的化合物的晶胞结构如图,其化学式为,∠EDE= ;E的配位数是;已知晶体的密度为g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长a=cm.(用
、NA的计算式表示)
硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式。
(3)有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为。
物质 |
Si |
SiCl4 |
SiHCl3 |
SiH2Cl2 |
SiH3Cl |
HCl |
SiH4 |
沸点/℃ |
2355 |
57.6 |
31.8 |
8.2 |
-30.4 |
-84.9 |
-111.9 |
(4)还原炉中发生的化学反应为:。
(5)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是。
下图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金各成分(含有Cu、Fe、Si 三种成分)进行分离、回收再利用的工业流程,通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物。
已知:298K时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,
根据上面流程回答有关问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是。
(2)加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的化学方程式:。
(3)过量的还原剂应是,溶液b中所含的金属阳离子有。
(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为。
②若用Xmol/LKMnO4溶液处理溶液b,当恰好反应时消耗KMnO4溶液YmL,则最后所得红棕色固体C的质量为g(用含X、Y的代数式表示)。
(5)常温下,若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为:>>。(填金属阳离子)
(6)最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后,析出固体B的质量为Zg,同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等,则标况下阳极生成的最后一种气体体积为L(用含Z的代数式表示)。