氮是地球上含量丰富的一种元素,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。
Ⅰ.(1)N2H4中的N原子最外层达到8电子稳定结构,写出N2H4的结构式_____________。
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 。
(3)肼是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如右图所示,写出肼燃烧的热化学方程式 。
Ⅱ.氨的合成是最重要的化工生产之一。已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
在3个体积均为2L的密闭容器中,在相同的温度下,使用相同的催化剂合成氨,实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
试回答:
(1)下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是______________(填写序号字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)分析上表数据,下列关系正确的是_________(填写序号字母)。
A.2c1>1.5mol·L-1 | B.w3=w1 | C.2ρ1=ρ2 | D.K甲= K乙= K丙 |
(3)容器乙中反应从开始到达平衡平均速率为v(H2)= _____________。
III.直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是4NH3+3O2=2N2+6H2O,电解质溶液一般使用KOH溶液,则负极电极反应式是__________ 。
硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意如下:
(1)焦炭在过程Ⅰ中作______剂。
(2)过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式是 。
(3)整个制备过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应的化学方程式是 。
②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是 。
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应1:400℃~756℃,SiCl4(g) + 2Zn(l) Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1 <0
反应2:756℃~907℃,SiCl4(g) + 2Zn(l) Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2 <0
反应3:907℃~1410℃,SiCl4(g) + 2Zn(g) Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3 <0
① 对于上述三个反应,下列说法合理的是_____。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应的速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
② 实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是 。
③ 已知Zn(l)==Zn(g) ΔH =" +116" KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%,每投入1mol SiCl4,“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程 。
A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的最外层电子数是次外层电子数2倍,B是短周期中金属性最强的元素,C是同周期中阳离子半径最小的元素,D元素的最高价氧化物对应水化物与B元素的最高价氧化物对应水化物反应的产物M是制备木材防火剂的原料,E的最外层电子数与内层电子数之比为3﹕5。请回答:
(1)D的元素符号为 。
(2)F在元素周期表中的位置 。
(3)用电子式表示由元素B和F组成的化合物的形成过程: 。
(4)B单质与氧气反应的产物与C的单质同时放入水中,产生两种无色气体,有关的化学方程式为 、 。
(5)工业上将干燥的F单质通入熔融的E单质中可制得化合物E2F2。该物质可与水反应生成一种能使品红溶液褪色的气体,0.2mol该物质参加反应时转移0.3mol电子,其中只有一种元素化合价发生改变,该反应的化学方程式为 。
(16分)“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物,其有效成分M的结构简式如右图所示。
(1)下列关于M的说法正确的是______(填序号)。
a.属于芳香族化合物b.遇FeCl3溶液显紫色
c.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 d.1molM完全水解生成2mol醇
(2)肉桂酸是合成M的中间体,其一种合成路线如下:
已知:
①烃A的名称为______。步骤I中B的产率往往偏低,其原因是__________。
②步骤II反应的化学方程式为______________。
③步骤III的反应类型是________.
④肉桂酸的结构简式为__________________。
⑤C的同分异构体有多种,其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有_____种。
某废水中可能含有下列离子中的若干种:
Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32-。现进行如下实验:
Ⅰ.取少量溶液,加入KSCN溶液,无明显变化。
Ⅱ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅲ.向Ⅱ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
Ⅳ.向Ⅱ中所得的溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成。过滤,在所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成。
请回答下列问题:
(1)该废水一定含有的离子是________。
(2)实验Ⅱ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是___________。
(3)过滤除去Ⅳ中的蓝色沉淀,调整滤液的pH为10.7左右时,加入铝粉,反应产生氨气和氮气的体积比为1: 4,其离子方程式为Al+NO3-+OH-―→AlO2-+NH3+N2+H2O(未配平)。还原产物是________。若除去0.2 mol NO3-,要消耗铝________g。
(4)工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。下列处理措施和方法中正确的是________。
选项 |
污染物 |
处理措施 |
方法类别 |
A |
碱性的废水 |
用CO2中和 |
化学法 |
B |
Cu2+等重金属离子 |
加硫酸盐沉降 |
化学法 |
C |
含复杂有机物的废水 |
通过微生物代谢 |
物理法 |
D |
废酸 |
加生石灰中和 |
化学法 |
高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2)是两种典型的氧化剂。
Ⅰ、(1)H2O2的结构式为______________。
(2)下列物质中能使酸性KMnO4溶液褪色的是________(填选项字母)。
A.臭碱(Na2S) | B.小苏打(NaHCO3) |
C.水玻璃(Na2SiO3) | D.酒精(C2H5OH) |
(3)高锰酸钾、双氧水、活性炭常用于饮用水的处理,但三者联合作用时必须有先后顺序。
在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能发生氧化还原反应:
氧化反应:H2O2-2e-→2H++O2↑
还原反应:MnO4-+5e-+8H+→Mn2++4H2O
写出该氧化还原反应的离子方程式________________
Ⅱ、在处理饮用水时,活性炭应在高锰酸钾反应结束后投加。
(1)请将下列五种物质:KBr、Br2、I2、KI、K2SO4分别填入下列横线上,组成一个未配平的化学方程式:
KBrO3+________+H2SO4―→________+________+________+________+H2O。
(2)如果该化学方程式中I2和KBr的化学计量数分别是8和1,则:
①Br2的化学计量数是________;
②请将反应物的化学式及配平后的化学计量数填入下列相应的位置中:
③若转移10 mol e-,则反应后生成I2的物质的量为________。