北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:C3H8(g) CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g) △H1=+156.6kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g) CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=+32.4kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的电离平衡常数Ka1= 。(已知:10-5.60=2.5×10-6)
(3)在1 L浓度为c mol/LCH3COOH溶液中,CH3COOH分子、H+和CH3COO-离子物质的量之和为nc mol,则CH3COOH在该温度下的电离度为 ×100%
(选考)A.[物质结构与性质]
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型示意图如下:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是;
A.石墨烯的结构与金刚石相似
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时,核外电子排布式为 __________;
②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是______________________;
③金与铜可形成的金属互化物合金(如图),它的化学式可表示为;
④下列分子属于非极性分子的是;
a.甲烷b.乙炔 c.苯d.乙醇
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是;酞菁铜分子中心原子的配位数为。
Ⅰ.铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
回答下列有关问题:
(1)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①的转化,要求产物纯净。可选用的试剂是(选填序号);
a.Cl2 b.Fe c.HNO3d.H2O2
(2)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应:CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S。
则下列说法正确的是(选填序号);
a.从物质分类的角度看,黄铜矿属于合金
b.反应中,所有铁元素均被还原
c.反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
d.当转移1mol电子时,有46 g CuFeS2参加反应
(3)下述反应中,若FeSO4和O2的系数比为2:1,试配平下列方程式:
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_______、_________。
Ⅱ.在100℃时,将0.100 mol的四氧化二氮气体充入1 L恒容抽真空的密闭容器中,发生反应:N2O42NO2,隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据:
时间(s) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
c(N2O4)/mol/L |
0.100 |
c1 |
0.050 |
c3 |
c4 |
c(NO2)/mol/L |
0.000 |
0.060 |
c2 |
0.120 |
0.120 |
(1)该反应的平衡常数表达式为__________;从表中数据分析:c1___c2;(填“>”、“<”或“=”).
(2)在下图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线.
(3)在上述条件下,从反应开始至达到化学平衡时,N2O4的平均反应速率为________mol/(L·s).
(4)达平衡后下列条件的改变可使NO2气体浓度增大的是________.
A.增大容器的容积 B.再充入一定量的N2O4
C.分离出一定量的NO2 D.再充入一定量的He
(5)若起始时充入NO2气体0.080 mol,则达到平衡时NO2气体的转化率为________.
下表是元素周期表的一部分,所列字母分别代表一种元素。
A |
|||||||||||||||||
B |
C |
D |
E |
||||||||||||||
F |
G |
H |
|||||||||||||||
M |
N |
P |
|||||||||||||||
(1)M元素基态原子外围电子排布式为;
(2)下列有关说法正确的是(填序号);
①B、C、D元素的电负性逐渐增大
②F、G、H元素的第一电离能逐渐增大
③B、G、P三种元素分别位于元素周期表的p、s、d 区
④F、G分别与E组成的物质的晶格能,前者比后者低
⑤A、B和D以原子个数比2:1:1构成的最简单化合物分子中σ键和π键的个数比为3:1
(3)与C的最简单氢化物互为等电子体的离子是(填化学式),写出该离子与其等电子的阴离子反应的离子方程式;
(4)煤矿瓦斯气体(主要成分为BA4)探测仪是以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动;
①负极的电极反应式为:;
②正极的电极反应为:;
③传感器中通过的电流越大,表明BA4的浓度越。
(5)已知G和稀硝酸反应,还原产物为C2D气体,若硝酸浓度再稀,则还原产物为CA3,并与过量的硝酸反应生成CA4CD3。现将9.6g G与1L1.10mol/L的稀硝酸(过量)充分反应,收集到aL气体(标准状况),同时测得溶液中c(CA4+)=0.08mol/L(假设反应前后溶液体积不变)。
①a=L。②反应后溶液pH=。
(12分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:
2I2(s) + 5O2(g)= 2I2O5(s) △H=-75.56 kJ·mol-1
2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式:。
(2)一定条件下,NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO2的同时生成1 molNO
(3)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为 。(写出一种即可)。
(4)下图是一种碳酸盐燃料电池(MCFC),以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极电极反应式。
(5)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。
已知:NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2
2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2
NO不能与Na2CO3溶液反应。
①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物,每产生22.4L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加44g,则混合气体中NO和NO2的体积比为。
②你认为Na2CO3吸收法处理氮氧化物存在的缺点是。
(10分)(1)将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol,
达到平衡后,体积不变时,能提高H2O的平衡转化率的措施是。
A.升高温度 | B.增加碳的用量 |
C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
(2)将一定量的CO(g)和H2O(g)通过某恒容的密闭容器中,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
得到如下数据:
温度/℃ |
起始浓度mol/L |
平衡浓度mol/L |
|
CO(g) |
H2O(g) |
H2(g) |
|
900 |
2.0 |
0.8 |
0.4 |
求该反应的平衡常数数值。
(3)工业上把水煤气中的混合气体处理后,获得较纯的H2用于合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= —92.4kJ/mol某同学在不同实验条件下模拟化工生产进行实验,N2浓度随时间变化如图:
①与实验I比较,实验II改变的条件为:。
②实验III比实验I的温度要高,其它条件相同,请在下图画出实验I和实验III中NH3浓度随时间变化的示意图。
(4)下图中P是可自由平行滑动的活塞。在相同温度时,向A容器中充入4 mol SO3(g),关闭K,向B容器中充入2 mol SO3(g),两容器分别发生反应。
已知起始时容器A和B的体积均为aL。
试回答:
①反应达到平衡时容器B的体积为1.2a L,容器B中SO3转化率为。
②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为__ L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。