1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线,保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图,呈V型,键角116.5℃。三个原子以一个O原子为中心,与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键;中间O原子提供2个电子,旁边两个O原子各提供1个电子,构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答:
(1)臭氧与氧气的关系是 。
(2)分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子,那么O3分子有 对孤对电子。
(3)选出下列分子与O3分子的结构最相似的的是( )
A.H2O | B.CO2 | C.SO2 | D.BeCl2 |
(1)对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题,在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应,如下图(图中所示数据均为初始物理量)。t分钟后反应均达到平衡,生成NH3均为0.4mol(忽略水对压强的影响及氨气的溶解)。
①判断甲容器中的反应达平衡的依据是 .(填写相应编号)
A.压强不随时间改变 |
B.气体的密度不随时间改变 |
C.c(N2)不随时间改变 |
D.单位时间内生成2molNH3的同时消耗1molN2 |
E.单位时间内断裂3 mol H-H键,同时断裂6 mol N-H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=
③该条件下,若向乙中继续加入0.2mol N2,达到新平衡时N2转化率= 。
(2)某甲醇(CH3OH)燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为_______________________________.
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解池的总反应离子方程式为: . 假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______________(忽略溶液体积变化).
以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点.
(1)氨燃料电池使用的电解质溶液是2 mol·L-1的KOH溶液,电池反应为:4NH3+3O2 =2N2+6H2O。该反应每消耗1.7g NH3转移的电子数目为 ;
(2)用氨燃料电池电解CuSO4溶液,如右图所示,A、B均为铂电极,通电一段时间后,在A电极上有红色固体析出,则B电极上发生的电极反应式为 ;此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度,则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为 L.
(3)纳米级氧化亚铜(Cu2O)是一种重要光电材料。现用铜棒和石墨做电极,饱和食盐水做电解质制备纳米级氧化亚铜(Cu2O),电解反应为。铜棒上发生的电极反应式为
甲烷作为一种新能源在化工领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ;ΔH=+260 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ;ΔH=﹣566 kJ·mol-1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为: _____________________.
(2)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入_____(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是:
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH值_____(填写“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度 .
③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH―以外还含有_____(忽略水解).
④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化为12.8 g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷_______L(标准状况下).
已知氢氟酸、醋酸、氢氰酸(HCN)、碳酸在室温下的电离常数分别为:
① |
HF |
Ka=6.8×10-4 mol•L-1 |
② |
CH3COOH |
Ka=1.7×10-5 mol•L-1 |
③ |
HCN |
Ka=6.2×10-10 mol•L-1 |
④ |
H2CO3 |
Ka1=4.4×10-7mol•L-1 Ka2=4.7×10-11 mol•L-1 |
根据上述数据,回答下列问题:
(1)四种酸中酸性最弱的是_____________.
(2)写出H2CO3电离方程式是 .
(3)写出反应的化学方程式:足量的氢氟酸与碳酸钠溶液混合: ,少量的CO2通入NaCN溶液中: .
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上电极反应式为________________,与电源负极相连的电极附近,溶液pH值________(选填“不变”、“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为_________
(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是____。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为____(选填a、b、c)
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过________、冷却结晶、________(填写操作名称)除去NaCl.