A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常见元素,其原子序数依次增大。已知:
A |
单质在自然界中硬度最大 |
B |
原子中s能级与p能级电子数相等且有单电子 |
C |
C在B的下一周期,C的电离能数据(kJ ·mol-1)为:I1=738 I2=1451 I3=7732 I4=10540 |
D |
单质密度小,较好的延展性,广泛用于食品包装,D的氧化物是两性氧化物 |
E |
单质是一种常见金属,与B元素能形成黑色和砖红色两种氧化物 |
(1)常温下,某气态单质甲分子与AB分子互为等电子体,则一个甲分子中包含 个π键。
(2)关于B的氢化物,中心原子的杂化类型是 ,分子的空间构型 ,其
熔沸点比与它同主族的下一周期元素的氢化物的熔沸点高,原因是 。
(3)D元素原子核外有 种运动状态不同的电子。当C单质、D单质和NaOH溶液形成原电池时,该原电池的负极的电极反应式为: 。
(4)E元素基态原子的价电子排布式 。E晶体中微粒的堆积方式是
。
有机物A、B的分子式均为C11H12O5,均能发生如下变化。
已知:①A、B、C、D均能与NaHCO3反应;
②只有A、D能与FeCl3溶液发生显色反应,A苯环上的一溴代物只有两种;
③F能使溴水褪色且不含有甲基;
④H能发生银镜反应
根据题意回答下列问题:
(1)反应③的反应类型是;反应⑥的条件是。
(2)写出F的结构简式;D中含氧官能团的名称是。
(3)E是C的缩聚产物,写出反应②的化学方程式。
(4)下列关于A~I的说法中正确的是(选填编号)。
a.I的结构简式为
b.D在一定条件下也可以反应形成高聚物
c.G具有8元环状结构
d.等质量的A与B分别与足量NaOH溶液反应,消耗等量的NaOH
(5)写出B与足量NaOH溶液共热的化学方程式。
(6)D的同分异构体有很多种,写出同时满足下列要求的其中一种同分异构体的结构简式。
①能与FeCl3溶液发生显色反应
②能发生银镜反应但不能水解
③苯环上的一卤代物只有2种
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
请回答下列问题:
(1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于℃即可。
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
|
熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)
(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2mol。
电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:
化学式 |
HF |
H2CO3 |
HClO |
电离平衡常数 (Ka) |
7.2×10-4 |
K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 |
3.0×10-8 |
(1)已知25℃时,①HF(aq)+OH—(aq)=F—(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7kJ/mol,
②H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为________________________。
(2)将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍(假设温度不变),下列各量增大的是____。
A.c(H+) B.c(H+)·c(OH—) C.D.
(3)25℃时,在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是_____。
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中, 由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F—)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F—)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(F—)< c(Na+)=0.1mol/L
(4)物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液: ① Na2CO3溶液② NaHCO3溶液③ NaF溶液④NaClO溶液。依据数据判断pH由大到小的顺序是______________。
(5)Na2CO3溶液显碱性是因为CO32—水解的缘故,请设计简单的实验事实证明之
___________________________________________________________。
(6)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A,每生成1molHF转移mol电子。
氨和肼(N2H4)是氮的两种常见化合物,在科学技术和生产中有重要的应用。
(1)N2H4中的N原子可达到8电子的稳定结构,画出N2H4的结构式_____________。
(2)实验室用两种固体制取NH3的反应方程式为______________________________。
(3)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为。
(4)肼——空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式。
(5)肼是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942,O=O为500,N-N为154,则断裂1molN-H键所需的能量是kJ。
氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点,故氮化硅膜可用于半导体工业。为生成氮化硅膜,可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应并在600℃的加热基板上生成氮化硅膜:
3 SiH4+4NH3Si3N4+12H2
(1)以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下:
反应原理:4NH4Cl+Mg2Si4NH3↑+SiH4↑+2MgCl2(△H < 0)
①NH4Cl的化学键类型有____________,SiH4电子式为_______________。
②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是________________________。
③氨气也是重要的工业原料,写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式_______,实验室可利用如图所示装置完成该反应。
在实验过程中,除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外,还可观察到有白烟生成,白烟的主要成分是_____________。
(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8∙nH2O)难溶于水,在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外,生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面,保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_______________________________。将0.184 g三硅酸镁加到50 mL 0.1 mol/L盐酸中,充分反应后,滤去沉淀,以甲基橙为指示剂,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸,消耗NaOH溶液30 mL,则Mg2Si3O8∙nH2O的n值为_________。(注:Mg2Si3O8的摩尔质量为260 g/mol)