【化学——选修2:化学与技术】
I、污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是( )
A.氨水 | B.硫化氢气体 | C.硫酸钠溶液 | D.纯碱溶液 |
II、合成氨的流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是 , ;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 ;
(2)设备A中含有电加热器、触煤和热交换器,设备A的名称 ,其中发生的化学反应方程式为 ;
(3)设备B的名称 ,其中m和n是两个通水口,入水口是 (填“m”或“n”)。不宜从相反方向通水的原因 ;
(4)设备C的作用 ;
(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g),已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):c(CO)不低于 。
新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》,其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害。目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器。NO和X气体均为汽车尾气的成分,这两种气体在催化转换器中发生反应:① 2X(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-a kJ·mol-1。
(1)上述信息中气体X的化学式为 。
(2)已知② 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-b kJ·mol-1;X的燃烧热△H=-c kJ·mol-1。书写在消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与X的可逆反应的热化学反应方程式 。
(3)在一定温度下,将1.0mol NO、1.2mol气体X通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:
①有害气体NO的转化率为 ,0~15min NO的平均速率v(NO)= 。
②20min时,若改变反应条件,导致X浓度增大,则改变的条件可能是 (选填序号)。
A.缩小容器体积 | B.增加CO2的量 |
C.升高温度 | D.加入催化剂 |
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将 移动(选填“向左”、“向右”或“不”)。
(14分)I.下表为元素周期表的一部分:(用元素符号或化学式填空)
族 周期 |
||||||||
① |
||||||||
② |
||||||||
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
(1)写出元素④在周期表中的位置______________。
(2)②、③、⑤的原子半径由大到小的顺序为_________________________。
(3)④、⑤、⑥的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是_________________________。
(4)①、②、③、⑥中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:____________________。
II.由上述部分元素组成的物质间,在一定条件下,可以发生下图所示的变化,其中A是一种淡黄色固体。请回答:
(1)写出固体A与液体X反应的离子方程式 。
(2)气体Y是一种大气污染物,直接排放会形成酸雨。可用溶液B吸收,当B与Y物质的量之比为1:1且恰好完全反应时,所得溶液D的溶质为 (填化学式)。
(3)写出气体C与气体Y反应的化学方程式 。
【原创】(13分)根据下列有机物的结构完成问题
(1)可鉴别风信子醛和冬青油的试剂是 。
(2)下列关于冬青油和突厥酮的说法中正确的是 (填序号)。
A.都属于芳香族化合物 | B.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 |
C.突厥酮的分子式为C13H20O | D.都能发生水解反应 |
(3)突厥酮与溴水反应的化学方程式为 。
(4)写出符合下列条件的风信子醛的同分异构体的结构简式______;(任写一种)
a.含有苯环,苯环上有两个支链
b.与新制氢氧化铜浑浊液共热无砖红色沉淀芳香烃
由Cu、N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途。
(1)基态Cu+ 的核外电子排布式为 。在高温下CuO能分解生成Cu2O,试从原子结构角度解释其原因: 。
(2)立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料,它属于 晶体。
(3)化合物A (H3BNH3) 是一种潜在的储氢材料,它可由六元环状化合物 (HB=NH)3通过
3CH4+2(HB=NH)3 + 6H2O →3CO2 + 6H3BNH3 制得。
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是 。(填标号)
A.反应前后碳原子的轨道杂化类型不变 |
B.CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是:正四面体形、V形、直线形 |
C.第一电离能:N>O>C>B |
D.化合物A中存在配位键 |
②1个(HB=NH)3分子中有 个σ键。
(4)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。图(a)是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根离子符号为 。图(b)是硼砂晶体中阴离子的环状结构,其中硼原子采取的杂化类型为 。
如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极反应式是 ;
(2)石墨(C)极的电极反应式为 ;
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为________L ,丙装置中阴极析出铜的质量为________g ;
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。
若用于制漂白液,a为电池的________极,电解质溶液最好用________;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠作电解质溶液,阳极选用________作电极。