(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_____。
部分中学化学常见元素原子结构及性质如下表所示:
序号 |
元素 |
结构及性质 |
① |
A |
A单质是生活中的常见金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5 |
② |
B |
B原子最外层电子数是内层电子总数的1/5 |
③ |
C |
C是常见化肥的主要元素,单质常温下呈气态 |
④ |
D |
D单质被誉为“信息革命的催化剂”,是常用的半导体材料 |
⑤ |
E |
通常情况下,E没有正化合价,A、B、C、D、F都能与E形成化合物 |
⑥ |
F |
F在周期表中可以排在ⅠA族,也有人提出排在ⅦA族 |
(1)A元素在周期表中的位置为_______________________________________________。
(2)B与C形成的化合物的化学式为_______________________________________,它属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
(3)①F与E可以形成原子个数比分别为2∶1、1∶1的两种化合物X和Y,区别X与Y的水溶液的实验方法是__________________________________________。
②F与C组成的两种化合物M和N所含的电子数分别与X、Y相等,则M的水溶液显________________性,N的结构式为______________________________。
(4)C与E都是较活泼的非金属元素,用化学方程式表明这两种单质的氧化性强弱:________________________________________________________。
(5)有人认为B、D的单质用导线连接后插入NaOH溶液中可以形成原电池,你认为是否可以,若可以,试写出负极的电极方程式(若认为不行可不写):______________________________________________________________。
X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0;Q与X同主族;Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题:
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)____________________。
(2)X与Y能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写分子式)________________。
(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:AB(在水溶液中进行)
其中,C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。
写出C的结构式:________;D的电子式:________。
①如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则A的化学式为________________________;由A转化为B的离子方程式为___________________。
②如果A由三种元素组成,B由四种元素组成,A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因:
________________________________________________________________________。
A、B浓度均为0.1 mol·L-1的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序是____________________;常温下,在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有________________________________。
现有七种短周期主族元素,其原子序数按A、B、C、D、E、F、G的顺序递增。A元素的最高正化合价和最低负化合价的代数和等于0,且A是形成化合物种类最多的元素;C原子能形成分别含10电子、18电子的两种阴离子,且C与F位于同一主族;D单质投入冷水中反应缓慢,投入沸水中迅速产生气泡;E的简单阳离子是同周期元素所形成的简单离子中半径最小的。回答下列问题:
(1)B位于周期表第________周期第________族。
(2)A、B、C三种元素能形成等电子体,请写出其中一组等电子体:________________________________________________________________________。
(3)元素M位于E与F元素之间,且M单质是优良的半导体材料,广泛用于太阳能电池。M、F、G的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为______________(用化学式表示)。
(4)若选择三种试剂设计实验能证明非金属性:B>A>M,用化学方程式表示实验原理:__________________________________________________。
(5)A、M、F、G的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为________________________(用化学式表示)。
(6)下列实验方法能证明D与E的金属性强弱关系的是________(填字母序号)。
A.比较D和E的单质分别与稀硫酸反应产生气泡的快慢
B.比较D和E的单质分别与同浓度的氢氧化钠溶液反应产生气泡的快慢
C.比较D和E的单质分别与氯气、氧气、硫等非金属单质反应的产物
A、B、C、D分别是HNO3、Ba(NO3)2、NH4Cl、NaOH四种溶液中的一种。欲将它们一一鉴别,甲、乙、丙分别提出如下方案,请回答有关问题:
(1)甲同学用物质X一次性鉴别上述四种物质,他将适量的X溶液分别加入到四种溶液中,结果发现:C溶液变为棕黄色;B溶液中有白色沉淀产生;D溶液中有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,同时产生白色沉淀,最终变为红褐色。
B的化学式是________;D的电子式是________;X的化学式是________;A溶液中水的电离程度________(填“大于”、“小于”或“等于”)C溶液中水的电离程度。
(2)乙同学提出用明矾来鉴别上述四种物质,写出能检验出NH4Cl溶液所涉及的所有离子方程式:Ba2++SO42-=BaSO4↓、________________________。
(3)丙同学用MgSO4来鉴别上述四种溶液,在生成的白色沉淀Mg(OH)2中分别加入HNO3和NH4Cl溶液时,发现沉淀均溶解。有以下两种解释,同时提供下表数据:
A.NH4Cl溶液能使Mg(OH)2溶解,主要是NH4+水解产生H+的缘故。
B.NH4Cl溶液能使Mg(OH)2溶解,主要是NH4+结合OH-的缘故。
0.01 mol·L-1 电解质溶液 |
HF |
CH3COOH |
HCN |
NH3·H2O |
酸中H+或碱 中OH-的浓度/mol·L-1 |
8.00×10-4 |
1.32×10-4 |
1.00×10-4 |
1.33×10-4 |
若要证明A和B哪一种解释正确,可以在生成的Mg(OH)2沉淀中加入一种物质,这种物质的化学式为__________________。
常见的五种盐A、B、C、D、E,它们的阳离子可能是Na+、NH4+、Cu2+、Ba2+、Al3+、Ag+、Fe3+,阴离子可能是Cl-、NO3-、SO42-、CO32-,已知:
①五种盐均溶于水,水溶液均为无色。
②D的焰色反应呈黄色。
③A的溶液呈中性,B、C、E的溶液呈酸性,D的溶液呈碱性。
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO3)2溶液,只有A、C的溶液不产生沉淀。
⑤若在这五种盐的溶液中,分别加入氨水,E和C的溶液中生成沉淀,继续加氨水,C中沉淀消失。
⑥把A的溶液分别加入到B、C、E的溶液中,均能生成不溶于稀硝酸的沉淀。
请回答下列问题:
(1)五种盐中,一定没有的阳离子是____________;所含阴离子相同的两种盐的化学式是__________________。
(2)D的化学式为__________________,D溶液显碱性的原因是_________________(用离子方程式表示)。
(3)A和C的溶液反应的离子方程式是______________________________________;
E和氨水反应的离子方程式是____________________________________________。
(4)若要检验B中所含的阳离子,正确的实验方法是______________________________。