(共12分)钛是21世纪金属。下面是利用钛白粉(TiO2)生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程:
已知:① Mg(s)+Cl2 (g)=MgCl2 (s) △H=-641 kJ·mol-1
② Cl2(g)+1/2Ti (s)=1/2TiCl4 (l) △H=-385 kJ·mol-1
(1)钛白粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,再煅烧沉淀制得的。
TiO2+发生水解的离子方程式为 。
(2)反应I在800~900℃下进行,还生成一种可燃性无色气体,该反应的化学方程式为 ;
反应II的热化学方程式为 。
(3)该工艺流程中,可以循环使用的物质有 (填化学式)。
(4)在800℃~1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛,装置如右图所示。图中b是电源的 极,阴极的电极反应式为 。
某研究性学习小组在实验室合成了一种物质A。
(1)经分析,A的相对分子质量不超过100,A中C、H的质量分数分别为:
w(C)=69.76%,w(H)=11.63%,且完全燃烧后产物只有CO2和H2O。
则A的摩尔质量为__________。
(2)A的核磁共振氢谱如下图所示,且A可以和金属钠反应生成H2,但不能在Cu作催化剂下被催化氧化。(提示:羟基与碳碳双键相连的结构不稳定)
请根据以上信息写出A的结构简式。
(3)A的某种同分异构体B分子中不含支链,能发生银镜反应。
请写出B发生银镜反应的化学方程式
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH="-99" kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示_________、_________,E的大小对该反应 的反应热有无影响?_________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?_________,理由是__________________;(2)图中ΔH=_________kJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒氧化物VO2;四价钒氧化物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_____________________________;
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1,计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______(要求计算过程)。
元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表列出了①~⑨九种元素在周期表中的位置。
族 周期 |
ⅠA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
0 |
2 |
⑤ |
⑥ |
||||||
3 |
① |
③ |
④ |
⑦ |
⑨ |
|||
4 |
② |
⑧ |
请回答:(1)形成化合物种类最多的元素是(填元素符号)。
(2)在①、②、③三种元素的氧化物对应的水化物中,碱性最强的是(填化学式)。
(3)①、②、③三种元素按离子半径由大到小的顺序依次为(填离子符号)。
(4)⑥元素形成的具有强氧化性的氢化物结构式是 , 该元素另一种氢化物在常温下与②发生反应的化学方程式为。
某芳香烃A是有机合成中重要的原料,通过质谱法测得其相对分子质量为118,其苯环上只有一个取代基。以下是以A为原料合成化合物F和高分子化合物I的路线图,其中化合物F中含有三个六元环。试回答下列问题:
(1)E中官能团的名称为;
(2)I的结构简式为;
(3)写出反应③的化学方程式;
(4)写出反应⑤的化学方程式;
(5)写出所有符合下列要求的D的同分异构体的结构简式;
a.苯环上只有一个取代基; b.能与新制氢氧化铜悬浊液反应;
c.分子中—COO—含有结构。
2014年初雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。据此判断:
①该反应在能自发进行(填“高温下” 、“低温下” 或“任何温度下”);
②在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=___________。
(2)煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中,也可以发生化学反应:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH<0,提高NO2转化率的措施有
A.增加原催化剂的表面积 | B.降低温度 |
C.减小投料比[n(NO2) / n(CH4)] | D.增大压强 |
(3)在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生上述的两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图所示:
从图中可以得出的结论是
结论一:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
推测原因是
结论二: