钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展。
(1)Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分,需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示:
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为 。
②操作b为 ,操作c为 。
③Al(NO3)3待测液中,c (Al3+) = mol·L-1(用m、v表示)。
(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:
①根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内(填字母序号)。
物质 |
Na |
S |
Al2O3 |
熔点/℃ |
97.8 |
115 |
2050 |
沸点/℃ |
892 |
444.6 |
2980 |
a.100℃以下 b.100℃~300℃ c. 300℃~350℃ d. 350℃~2050℃
②放电时,电极A为 极。
③放电时,内电路中Na+的移动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
④充电时,总反应为Na2Sx =" 2Na" + xS(3<x<5),则阳极的电极反应式为 。
开发使用清洁能源,发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)甲烷水蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g)△H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g)△H=+165.0 kJ·mol-1
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨的催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为___________。(填“<”、“>”、“="”" );
②100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密封容器中,发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c.容器的压强恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
(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(Na+)=0.1mol/L
(4)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,该反应的化学方程式为。
化工生产中常用到“三酸两碱”,“三酸”指硝酸、硫酸和盐酸,“两碱”指烧碱和纯碱。
(1)“三酸”与“两碱”之间均可反应,酸过量时, 若用化学方程式表示有六个,若用离子方程式表示却只有两个,一个是H++OH-=H2O,请写出另一个离子方程式:。
(2) 实验室制备H2、CO2、NH3、SO2时,用盐酸和稀硫酸可制备的相同气体是_______。
(3)烧碱、纯碱溶液均可吸收CO2,当含0.1 mol NaOH的溶液吸收一定量CO2后,将溶液低温小心蒸干得到固体的组成可能有四种情况,分别是(填化学式):
①;②Na2CO3;③Na2CO3和NaHCO3;④NaHCO3。
(4)将(3)得到的固体重新溶解于水,向其中加入盐酸,调节溶液的pH恰好等于7,再将溶液蒸干,最终得到固体的质量为g。
(5)利用侯德榜制碱法可制两碱的一种,请写出制取小苏打时在溶液中发生反应的总化学方程式。
植物精油具有抗菌消炎、解热镇痛等药物功效。从樟科植物枝叶中提取的精油中含有甲、乙、丙三种成分。
Ⅰ.甲经下列过程可转化为乙
(1)反应①的反应类型为。
(2)乙的结构简式为,1mol乙最多可与mol H2反应。
Ⅱ通过下列合成路线由乙可得到丙(部分反应产物略去)
已知下列信息:
②丙的分子式为C16H14O2,能与溴水、NaOH溶液反应。
(3)A的名称是。B→C的反应条件为。
(4)乙与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为。
写出同时符合下列要求的D的同分异构体的结构简式:。
属于二取代苯
b.分子中有5种不同化学环境的氢原子,其个数之比为1:2:2:1:2
c.能使溴的CCl4溶液褪色,且在酸性条件下可以发生水解反应
叠氮化钠(NaN3)是一种无色晶体,常见的两种制备方法为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+NH3,3NaNH2+NaNO3=NaN3+3NaOH+NH3↑。
回答下列问题:
(1)氮所在的周期中,电负性最大的元素是________,第一电离能最小的元素是_______。
(2)基态氮原子的L层电子排布图为_______________。
(3)与N3-互为等电子体的分子为__________(写出一种)。依据价层电子对互斥理论,NO3-的空间构型为_____________。
(4)氨基化钠(NaNH2)和叠氮化钠(NaN3)的晶体类型为_________________。叠氮化钠的水溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因:_____________________________。
(5)N2O沸点(-88.49℃)比NH3沸点(-33.34℃)低,其主要原因是__________________。
(6)安全气囊的设计原理为6NaN3+Fe2O33Na2O+2Fe+9N2↑。
①氮分子中σ键和π键数目之比为________________________。
②铁晶体中存在的化学键类型为__________________________。
③铁晶体为体心立方堆积,其晶胞如图所示,晶胞边长为a cm,该铁晶体密度为___________(用含a、NA的表达式表示,其中NA为阿伏加德罗常数)。
Ⅰ已知在常温常压下:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=_1275.6kJ•mol-1
②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式:。
Ⅱ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0
(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为 。
(2)判断⑴中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号) 。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2) ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化⑤CO2和H2的浓度之比为1:3
(3)图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为 ;维持其他条件不变,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)。
Ⅲ.如图甲、乙是电化学实验装置。请回答下列问题:
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液
①甲池中石墨棒上的电极反应式为____________________.
②如果起始时乙池盛有200mL CuSO4溶液,电解一段时间后溶液蓝色变浅,若要使溶液恢复到电解前的状态,需要向溶液中加入0.8g CuO,则其电解后的pH为(忽略溶液体积的变化)。
(2)若甲池中盛放饱和NaCl溶液,则甲池中石墨棒上的电极反应式为__________________.