(16分)氢是一种重要的非金属元素.氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。
(1)NaH是一种生氢剂,NaH与H2O反应放出H2.NaH含有的化学键为________(填“离子键”或“共价键”),NaH与H2O反应的化学方程式为________________.
(2)写出实验室用锌与稀硫酸反应制取H2的离子方程式:_________.图中三根曲线表示锌、铝、铁分别与稀硫酸反应时金属质量与H2体积的关系,其中能表示铝的是________(填“a”“b”或“c”).
(3)金属-有机框架物(MOFs)储氢材料是由金属氧化物团簇通过有机高分子链组装形成的晶态材料.MOFs储氢材料比表面积大,空隙率高,储氢容量大,其储氢和放氢的原理可表示为MOFs(s)+nH2(g)(H2)nMOFs(s),ΔH<0,则储氢时的适宜条件为________(填字母).
A.低温低压 | B.低温高压 | C.高温低压 | D.高温高压 |
(4)某硝酸厂处理尾气中的NO的方法是用H2将NO还原为N2.
已知:H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是_________________________.
(5)一定条件下,用H2将二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g)
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,10 min后达到平衡时各物质的浓度分别为: CO2为0.2 mol·L-1, H2为0.8 mol·L-1, CH4为0.8 mol·L-1, H2O为1.6 mol·L-1.
①0~10 min内v(H2)=_______________.
②300℃时上述反应的平衡常数K=___________,若200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的ΔH__________(填“>”或“<”)0.
H是一种新型香料的主要成分之一,其结构中含有三个六元环。H的合成路线如下(部分产物和部分反应条件略去):
①
②B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子。
③D和G是同系物
请回答下列问题:
(1)用系统命名法命名(CH3)2C=CH2:。
(2)A→B反应过程中涉及的反应类型有。
(3)写出D分子中含有的官能团名称:。
(4)写出生成F与足量氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式。
(5)写出E在铜催化下与O2反应的化学方程式:。
(6)同时满足下列条件:①与FeCl3溶液发生显色反应;②能发生水解反应;③苯环上有两个取代基的G的同分异构体有种(不包括立体异构),其中核磁共振氢谱为5组峰的为(写结构简式)。
煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)在煤的气化反应器中发生如下几种反应:
C(s)十H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H1= +131kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2= —394kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H3= —283kJ/mol
则CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H=
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
反应达平衡时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
5 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
①实验l中以 CO2表示的反应速率为。
②在900℃时,此反应的平衡常数K=
③若其它条件不变向实验2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O和0.4 mol CO2,达到新平衡时CO的转化率将(变大、变小、不变)
(3)将标准状况下224mLCO2通入200mL 0.1 mol/L KOH溶液中,充分反应后得到溶液X,若不考虑溶液体积的变化,下列有关X的叙述不正确的是
A、c(OH-)=c(H+)+ c(HCO3—)+ 2c(H2CO3)
B、该溶液中,c(K+) > c(CO32—) > c(OH-) > c(HCO3—)> c(H+)
C、该溶液中,水电离出的c(OH-)大于水电离出的c(H+)
(4)以CO和O2为原料,用KOH作电解质组成燃料电池,则该电池负极的反应式为。
若将该电池作电源,以石墨为电极电解硫酸铜溶液,当产生时0.64gCu,理论上至少需要消耗标况下的CO气体mL
(13分)铬酸铅俗称铬黄,不溶于水。广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业。实验室模拟工业上用铬污泥(含有Cr2O3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等)制备铬黄的工艺流程如下:
(1)操作a的名称为。
(2)在浸取过程中浓盐酸与Fe2O3的离子方程式。
(3)写出加入30%H2O2过程中发生的离子反应方程式:。
(4)加入Pb(NO3)2沉淀CrO42-时,检验沉淀是否完全的方法是。
(5)在废液中加入10%明矾溶液发生反应的离子方程式为。
(6)由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍.因此,必须对含铬的废水进行处理,将含Cr2O72-的酸性废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
①请分析电解过程中溶液pH不断上升的原因。
②当电路中通过3mol电子时,理论上可还原的Cr2O72-的物质的量为mol。
在一个U形管里盛有氯化铜溶液,并插入两块纯锌片作电极,如下图:
(1)如果把电键K接A,这一装置形成电解池装置,____是阳极,其电极反应式是_________________;
(2)上述反应进行5min后,转换电键K到C,这一装置形成原电池装置,________极是负极,该装置发生反应的总化学方程式是______________
(3)上述装置进行2min后,再转换电键K到B,在极上发生的腐蚀属于电化学腐蚀。
已知H2A在水中存在以下平衡:H2AH++HA-,HA-
H++A2-。回答以下问题:
(1)已知常温下,H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在平衡:
CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH > 0。
①温度升高时,Ksp_______(填“增大”、“减小”或“不变”下同)。
②滴加少量浓盐酸,c (Ca2+)________,原因是___________ (用文字和离子方程式说明)。
(2)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,生成一种黑色固体物质,写出该过程中反应的离子方程式______。若某CuSO4溶液中c (Cu2+)=0.02 mol/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于5 (已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20)。