(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) H2
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) H= 。(请用含有
H1、
H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 |
2.4 |
T2 |
2.0 |
已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ,平衡时N2的转化率α(N2)= 。
③下列图像分别代表焓变(H)、混合气体平均相对分子质量()、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500 mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量
为 g(假设溶液电解前后体积不变)。
(12分)某强酸性溶液X中仅含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是_____________。
(2)用离子方程表达下列反应:
①中生成气体A:___________。②中生成溶液H:____________。
(3)若②中所用氢氧化钠浓度为2mol/L,当加入l0 ml时开始产生沉淀,55 ml时沉淀的量达到最大值0.03 mol,继续滴加沉淀的量保持不变,随后再滴加沉淀部分溶解,到60ml时沉淀的量降为0.025 mol且保持不变,则原溶液中c(Fe2+)为___________mol/L、c(Fe3+)为___________mol/L、c(Cl-)为___________mol/L。(若有些离子不存在,请填0 mol/L)
(10分)神舟十号飞船是中国“神舟”号系列飞船之一,它是中国第五艘搭载太空人的飞船。神舟十号飞船发射成功后,将与2011年发射升空的天宫一号目标飞行器进行交会对接,开展相关空间科学试验。火箭推进器是成功发射的重要因素,事实上,推进器的发展经历了一个漫长的过程。
(1)20世纪前,黑火药是世界上唯一的火箭推进剂,黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成,黑火药爆炸的化学方程式为:S+3C+2KNO3=K2S+N2↑+3CO2↑。
①K2S的电子式为。
②取黑火药爆炸后的残留固体,加水溶解过滤,得到滤液。写出检验此溶液中是否含有K+的实验操作方法。
(2)20世纪60年代,火箭使用的是液体推进剂,常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等,可燃物有肼(N2H4)、液氢等。
①肼(N2 H4)溶于水显碱性,其原理与氨相似,但其碱性不如氨强,写出其溶于水呈碱性的离子方程式:。
②一种与N2 H4电子数相等的绿色氧化剂,能将油画表面黑色的PbS氧化成白色的PbSO4,使油画变白、翻新,化学方程式为:。
(3)以上的火箭推进剂一般含有氮元素,含氮化合物种类丰富。有一含氮化合物,具有很强的爆炸性,86g该化合物爆炸分解会生成标况下N267. 2L和另一种气体单质H2。写出其爆炸的化学方程式。
(1)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+10H++ 10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+ 2H2O。当反应中转移电子的数目为2mol时,生成H3AsO4的物质的量为。
(2)氨气的制备与运输过程中都有严格要求。运输时,严禁与卤素(如Cl2)混装运输。若二者接触时剧烈反应产生白烟,若0.4 mol NH3参加反应时有0.3 mol 电子转移,写出反应的化学方程式____。
[化学—选修5:有机化学基础](15分)
高分子材料PET聚酯树脂和PMMA的合成路线如下:
已知:Ⅰ.RCOOR′+ R′′18OH RCO18O R′′+ R′OH(R、R′、R′′代表烃基)
|
Ⅱ.(R、R′代表烃基)
(1)①的反应类型是________。[化学—选修3:物质结构与性质](15分)
已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L电子层上有2对成对电子;E+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态。
请填写下列空白。
(1)E元素基态原子的核外电子排布式为_________________。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(填元素符号),其原因为______。
(3)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为__________;1 mol B2A4分子中含__________molσ键。
(4)已知D、E能形成晶胞如图所示的两种化合物,化合物的化学式,甲为__________,乙为_____________;高温时,甲易转化为乙的原因为__________________。