Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是极好的氧化剂,具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。其生产工艺流程如下:
请同答下列问题。
(1)写出向KOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式 。
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是 (选填序号)。
A.为下一步反应提供碱性的环境 |
B.使KClO3转化为KClO |
C.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO |
D.KOH固体溶解会放出较多的热量,有利于提高反应速率和KClO的纯度 |
(3)从溶液Ⅱ中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为 。要制得69.3克K2FeO4,理论上消耗氧化剂的物质的量为 mol。
(4)高铁电池是一种新型二次电池,电解液为碱溶液,其反应式为:
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,
放电时电池的负极反应式为 。
Ⅱ.肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,用作火箭燃料。
(5)写出肼分子的电子式 。
(6)肼能与N2O4反应:2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1076.7 kJ/mol。
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+8.7 kJ/mol, 写出肼与O2反应生成N2和H2O(g)的热化学方程式 。
(14分)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高氮化肥,以天然气(含H2S)为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤未列出)。
请回答下列问题:
(1)反应①的离子方程式是____________。
(2)天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与02反应的化学方程式是_______。
(3)反应②N2+3H22NH3△H<0,温度升高,该反应的平衡常数_______ (填 “增大”、“减小” 或“不变”)。如该反应在恒容恒温条件下进行,下列说法能判断达到平衡的是。
A.单位时间内生成nmol N2同时消耗3nmol H2 |
B.混合气体的密度不变 |
C.混合气体的平均摩尔质量不变 |
D.N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2 |
(4)H2NCOONH4(氨基甲酸铵)是合成尿素的中间体,H2NCOONH4在水溶液中要发生水解反应,其水解反应的离子方程式为:。
(5)如果整个生产过程釆用绿色化学工艺,则生产120t尿素理论上需要CH4___m3(标准状况)。
(6)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电!用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示,工作时负极的电极反应式为_____。
A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期元素,F、G为第四周期元素。已知:A是原子半径最小的元素,B、C、D是紧邻的三个族的元素,C的三价阴离子和E的二价阳离子具有相同的电子层结构,F元素的基态原子具有六个单电子,G的核电荷数比F多5。请回答下列问题(用相应的元素符号、化学式和化学术语填空)
(1)G在周期表中的位置是____,F元素的原子基态价层电子排布式__。
(2)BD2分子的电子式为__________,CA3分子的空间立体构型为__________。
(3)A元素分别与B、D元素形成的两种微粒H、I都具有N2H4相似的结构,属于等电子数微粒,它们的化学式分别是H:__________、I:__________。
(4)向G的硫酸盐溶液中逐滴加入足量的氨水至得到的沉淀完全溶解,再向该溶液中加入一定量乙醇,析出一种深蓝色晶体。在该晶体中存在的化学键的种类有__________。
(5)0.3g H在足量氧气中燃烧,生成气态CO2和液态H2O,放出Q kJ热量,则表示H的燃烧热的热化学方程式为____________________。
(6)G的一种氧化物的晶胞结构如图所示(黑球代表G原子),该氧化物的化学式为____________________。
选考[化学—选修物质结构与性质]
前四周期元素A、B、C、D、E、F,原子序数依次增大,其中A和B同周期,固态的AB2能升华;C和E原子都有一个未成对电子,C+比E-少一个电子层,E原子得到一个电子后3p轨道全充满;D最高价氧化物中D的质量分数为40%,且核内质子数等于中子数;F为红色单质,有F+和F2+两种离子。回答下列问题:
(1)元素电负性:D____E (填>、<或=);
(2)A、C单质熔点A_____C(填>、<或=);
(3)AE4中A原子杂化轨道方式为:________杂化;其固态晶体类型为_______;
(4)F的核外电子排布式为______;向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀,后沉淀溶解为深蓝色溶液,加入乙醇会析出蓝色晶体,该晶体中F与NH3之间的化学键为_______;
(5)氢化物的沸点:B比D高的原因______;
(6)元素X的某价态阴离子Xn-中所有电子正好充满K和L电子层,CnX晶体的最小结构单元如图所示。该晶体中阳离子和阴离子个数比为___,晶体中每个Xn-被__个等距离的C+离子包围。
选考[化学—选修化学与技术]
通常情况下,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应。为减小和消除CO2对环境的影响,各国都在限制CO2的排量,同时也加强对CO2创新利用的研究。
(1)目前,推广用超临界CO2(介于气态和液态之间)代替氟利昂作致冷剂,这一做法对环境的积极意义是。
(2)科学家为提取空气中的CO2,把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如图:
①分解池中反应的化学方程式为:。
②合成塔中,若有4.4g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物,放出4.947kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:。
(3)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积Ksp分别为4.96×10-9、2.58×10-9。他最好将空气通入足量的溶液,实验时除测定温度、压强和空气的体积外,还需测定。
研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为____________________________。利用反应6NO2+8NH37N2+12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时,消耗的NO2在标准状况下的体积是________L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH="—196.6" kJ/mol ;
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)ΔH="—113.0" kJ/mol ;
①则反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)ΔH 的ΔH=________。
②一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2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 SO3的同时生成1 mol NO2 |
③测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6,则平衡常数K=________。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是______________________。