过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂,在工业生产中有着重要的用途。
(1)据报道以硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3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7所示。该电池放电时正极的电极反应式为: ;以MnO2做正极材料,可能是因为 。
(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(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g) △H =" –" 534 kJ·mol—1
H2O2(l) = H2O(l) + 1/2O2(g) △H =" –" 98.64 kJ·mol—1
H2O(l) = H2O(g) △H=" +" 44kJ·mol—1
反应N2H4(g) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) 的△H= 。
(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: 。
③若C处不通入O 2 ,D、E处分别收集到11.2L和有4.48L气体(标准状况下),则E处收集的气体中O3所占的体积分数为 (忽略 O 3 的分解)。(4)新型O3氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO2脱除效果显著,锅炉烟气中的NOx 95%以上是以NO形式存在的,可发生反应NO(g)+ O3 (g) NO2(g)+ O2 (g)。在一定条件下,将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应,正反应速率随时间变化的示意图(如图9)所示。由图可得出的正确说法是
a.反应在c点达到平衡状态
b.反应物浓度:b点小于c点
c.反应物的总能量低于生成物的总能量
d.Δt1=Δt2时,NO的转化率:a~b段小于b~c段
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)。试解释其原因: 。
(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ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长a=cm。(用ρ、NA的计算式表示)
鄂尔多斯市已探明煤炭储量1496亿多吨,约占全国总储量的1/6。煤是重要的能源,也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识,解答下列问题。
(1)煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。煤的液化技术又分为和。
(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理为
FeS2Fe2++SO42-
Fe3+
这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为,第二步反应的离子方程式为。
(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、。
(4)工业上主要采用氨氧化法生产硝酸,如图是氨氧化率与氨-空气混合气中氧氨比的关系。其中直线表示反应的理论值;曲线表示生产实际情况。当氨氧化率达到100%,理论上r[n(O2)/n(NH3)]=,实际生产要将r值维持在1.7~2.2之间,原因是。
298 K时,某容积固定为1 L的密闭容器中发生如下可逆反应:A(g)2B(g) ΔH=-a kJ·mol-1。其中B的物质的量浓度随时间变化如图所示。
试回答下列问题。
(1)已知298 K时60 s达到平衡,比较40~60 s内和60~80s内B的平均反应速率:v(40~60)v(60~80)(填“﹥”或“﹦”或“﹤”)。
(2)若298 K达到平衡时,B的平衡浓度为A的3倍,共放出热量x kJ,开始加入A的物质的量是mol。
(3)298k时,该反应的平衡常数为mol/L。
(4)若反应在298 K进行,在1 L密闭容器中加入1 mol B、0.2 mol Ne,达到平衡时共吸收热量y kJ,此时B的转化率为(填序号)。
A.等于60% B.等于40%
C.小于40% D.介于40%~60%之间
(5)结合(2)、(4)相关数据,写出a、x、y三者的等式关系式:。
(6)若反应在298K进行,反应起始浓度为c(A)=c(B)=1.0mol/L,则化学平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(7)已知曲线上任意两点之间连线的斜率表示该时间段内B的平均反应速率(例如直线EF的斜率表示20 s~60 s内B的平均反应速率),则曲线上任意一点的切线斜率的意义是。
Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是极好的氧化剂,具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。其生产工艺流程如下:
请同答下列问题。
(1)写出向KOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式。
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是(选填序号)。
A.为下一步反应提供碱性的环境 |
B.使KClO3转化为KClO |
C.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO |
D.KOH固体溶解会放出较多的热量,有利于提高反应速率和KClO的纯度 |
(3)从溶液Ⅱ中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为。要制得69.3克K2FeO4,理论上消耗氧化剂的物质的量为mol。
(4)高铁电池是一种新型二次电池,电解液为碱溶液,其反应式为:
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,
放电时电池的负极反应式为。
Ⅱ.肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,用作火箭燃料。
(5)写出肼分子的电子式。
(6)肼能与N2O4反应:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1076.7 kJ/mol。
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+8.7 kJ/mol, 写出肼与O2反应生成N2和H2O(g)的热化学方程式。
氢化钙(CaH2)固体是一种储氢材料,是登山运动员常用的能源提供剂。钙在加热时能与氮气、氢气反应。氢化钙遇水立即反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,下图是模拟制取装置。
(1)下列关于氢化钙的叙述正确的是(选填序号)。
a.氢化钙中阴离子的半径小于Li+的半径
b.氢化钙的式量小于溴化氢,因此前者的熔点小于后者
c.氢化钙也能与盐酸反应生成氢气
d.氢气常用作还原剂,只具有还原性
(2)上图A装置中制备氢气所用的酸溶液最好选用(选填序号)。
a.稀盐酸b.稀硫酸c.稀硝酸d.均可以
(3)装置D中竖直导管的作用是。
(4)为了确认进入装置C的氢气已经干燥,可在B、C之间再接一装置,该装置中加入的试剂是。加热C装置前要对H2验纯,验纯的操作是。
(5)甲同学认为只要装置合理、操作规范就可以排除生成(选填序号)。
a.Ca3N2 b.CaO c.Ca(OH)2
(6)乙同学用下图装置测定制得的氢化钙的纯度。他称取48g样品,与足量的水反应,恒温时,注射器量出产生的气体为48.16 L(已换算为标准状况)。假设钙只与氢气发生了反应,请根据乙同学的实验数据计算氢化钙的纯度(写出计算过程)。