(本题共12分)TiCl4是一种重要的化工原料,其工业生产过程如下:
2FeTiO3(s) + 7Cl2(g) + 6C (s)2TiCl4 (g)+ 2FeCl3(g) + 6CO(g) – Q (Q>0)
回答下列问题:该反应达到平衡后,若使正反应速率增大可采取的方法有_________。(选填编号)
a.加压 b.加入碳 c.升温 d.及时移走CO若上述反应在固定体积的密闭容器中发生,一定能说明反应已达平衡的是_______。(选填编号)
a. 反应物不再转化为生成物
b. 炉内FeTiO3与TiCl4的质量比保持不变
c. 反应的热效应不再改变
d. 单位时间内,n(FeTiO3)消耗:n(FeCl3)生成=1:1上述反应中所有非金属元素原子的半径从大到小的顺序为_____________;其中不属于同周期又不属于相邻族的两元素形成_____分子(填“极性”或“非极性”),通过比较____________可以判断这两种元素的非金属性。
上述反应中,非金属性最弱的元素原子的电子共占据_______个原子轨道,最外层电子排布式为____________。它形成的固态单质中只含一种强烈的相互作用力,则该单质属于______晶体。
为方便获得氯气,工业制TiCl4厂可以和氯碱厂进行联合生产。CO可合成甲醇,若不考虑损失,上述联合生产在充分利用各种副产品的前提下,合成192 kg甲醇,至少需补充H2 mol。
某实验小组用燃烧分析法测定某有机物中碳和氢等元素的含量,随后又对其进行了性质探究。将已称量的样品置于氧气流中,用氧化铜作催化剂,在高温条件下样品全部被氧化为水和二氧化碳,然后分别测定生成的水和二氧化碳。实验可能用到的装置如下图所示,其中A、D装置可以重复使用。
请回答下列问题:
(1)请按气体流向连接实验装置B→→C→A→D→(用装置编号填写)。
(2)B装置中制O2时所用的药品是。实验中,开始对C装置加热之前,要通一段时间的氧气,目的是;停止加热后,也要再通一段时间的氧气,目的是 .。
(3)已知取2.3g的样品X进行上述实验,经测定A装置增重2.7g,D装置增重4.4g。试推算出X物质的实验式。
(4)该小组同学进一步实验测得:2.3g的 X与过量金属钠反应可放出560mLH2(已换算成标准状况下),且已知X分子只含一个官能团。查阅资料后,学生们又进行了性质探究实验:实验一:X在一定条件下可催化氧化最终生成有机物Y;实验二:X与Y在浓硫酸加热条件下生成有机物Z。则:①写出实验二中反应的化学方程式。
② 除去Z中混有的Y所需的试剂和主要仪器是、。
(5)若已知室温下2.3g液态X在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时可放出68.35kJ的热量,写出X在氧气中燃烧的热化学方程式。
下图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金的各成分(含有Cu、Fe、Si 三种成分)进行分离、回收再利用的工业流程,通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物。
已知:298K时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38, Ksp[Mn(OH)2] =1.9×10-13,
根据上面流程回答有关问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是。
(2)加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的化学方程式:。
(3)过量的还原剂应是。
(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为。
②若用X mol/L KMnO4溶液处理溶液b,当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO4溶液YmL,则最后所得红棕色固体C的质量为g(用含X、Y的代数式表示)。
(5)常温下,若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为:﹥﹥。(填金属阳离子)
(6)最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后,析出固体B的质量为Z g,同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等,则标况下阳极生成的最后一种气体体积为L(用含Z的代数式表示);该电极的反应式为 .
工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1mol O2发生反应,则下列说法正确的是。
A.若反应速率v (SO2) ﹦v (SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.平衡后升高温度,平衡常数K增大
F.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
实验编号 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
SO2 |
O2 |
SO2 |
O2 |
|||
1 |
T1 |
4 |
2 |
x |
0.8 |
6 |
2 |
T2 |
4 |
2 |
0.4 |
y |
9 |
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(SO2)表示的反应速率为,表中y﹦。
②T1T2 ,(选填“>”、“<”或“="”)," 实验2中达平衡时 O2的转化率为。
(3)尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1 mol/L Na2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
① 该溶液中c(Na+)与 c(OH-)之比为。
② 该溶液中c(OH-)= c(H+)+ + (用溶液中所含微粒的浓度表示)。
③ 当向该溶液中加入少量NaOH固体时,c(SO32-), 水的离子积Kw。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是 。
A. Na2CO3B. Ba(NO3)2 C.Na2S D.酸性KMnO4
分子式为C12H14O2的有机物H广泛用于制备香精的调香剂。为了合成该有机物,某实验室的科技人员设计了下列合成路线。
试回答下列问题:
(1)A的名称:;E的结构简式:
(2)反应④的反应类型为;
(3)反应②的化学方程式为;
反应⑥的化学方程式为;
(4)按要求写出G的同分异构体的结构简式。要求:①属于芳香族化合物。②遇浓溴水能产生白色沉淀。③苯环上的取代物只有两种。。
下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
(1)元素③基态原子的电子排布式为。
(2)②与⑦形成的化合物的空间构型为。
(3)元素②④⑤⑥的第一电离能由大到小的顺序是(填元素符号)
(4)在测定①与⑥形成化合物的相对分子质量时,实验测得的值一般高于理论值的主要原因。
(5)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构如图所示。下列说法正确的是
a.在上述结构示意图中,所有氧原子都采用sp3杂化
b.在上述结构示意图中,存在配位键、共价键和离子键
c.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键
d.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
(6)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是。