[化学—物质结构与性质]选做人类生活和工业生产都离不开金属。请根据相关信息回答:
(1)235U可用于核能发电。科学家们采用“气体扩散法”从UF6 获得高浓度的235U。已知UF6在常温常压下是固体,在56.4℃升华成气体,说明UF6属于 晶体。
(2)某丁香酸金属铜配合物的结构简式如下图所示,请回答。
该化合物中碳原子的杂化方式有 ,Cu原子的外围电子排布式 。
(3)某铜的配合物在煤的液化中起催化作用,其阳离子结构如下图。
①在该离子内部含有的化学键类型有 (填字母)。
a.离子键
b.极性键
c.非极性键
d.配位键
e.范德华力
f.氢键
②煤液化获得的甲醇经催化氧化可得到重要工业原料甲醛(HCHO)。甲醇的沸点 64.96℃,甲醛的沸点-21℃,甲醛的沸点更低的原因是分子间没有氢键。你认为甲醛分子间没有氢键的原因是 。
③甲醛分子σ键和π键的个数比为 。
(4)具有6 配位的Co3+的配合物[Co(NH3)mCln]Cl(3-n)具有一定的抗肿瘤活性。1 mol该配合物与足量AgNO3溶液反应生成2 mol AgCl沉淀,则m= 、n= 。
碳的氧化物在工业上有着广泛的应用,如CO 和H2可以合成甲醇,CO2和NH3可以合成尿素。(共计12分)
Ⅰ.若在20L的密闭容器中按物质的量之比1︰2充入CO和H2,发生反应:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)。测得平衡时CO得转化率随温度变化及压强的变化如图所示:p2、195℃时,n(H2)随时间的变化如表所示:
t/min |
0 |
1 |
3 |
5 |
n(H2)/mol |
8 |
5 |
4 |
4 |
(1)p2、195℃时,0~1min内,υ(H2)= mol/(L·min)。
(2)你认为p1 p2; p2、195℃时,B点,υ(正) υ(逆)。(填“﹤”“﹥”或“=”)
(3)p2、195℃时,该反应的化学平衡常数为 ;
Ⅱ.NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
(1)NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为 。
(2)工业上合成尿素时,既能加快反应速率,又能提高原料利用率的措施有 (填序号)
A.升高温度B.加入催化剂
C.将尿素及时分离出去D.增大反应体系的压强
运用有关原理,回答下列问题:(共计10分)
(1)25℃时,某FeCl3溶液的pH=2,则此溶液中由水电离产生的c(H+)= ,用离子方程式表示CH3COONa溶液呈碱性的原因: 。
(2)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===H++ SO42-+Na+。在NaHSO4溶液中,c(H+) c(OH-)+ c(SO42-)(填“﹤”“﹥”或“=”,下同);室温下用NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液制取BaSO4,若溶液中的SO42-完全沉淀,则反应后溶液的pH 7。
(3)已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。将等体积的Na2SO4溶液和BaCl2溶液混合,若Na2SO4溶液的浓度为0.02mol/L,则生成BaSO4沉淀所需的BaCl2溶液的最小浓度为 。
(忽略溶液混合时体积的变化)
Ⅰ.甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。向A中通入氯气至过量,观察A中,发现溶液先呈红色,然后变为黄色。
(1)B中反应的离子方程式是 .
(2)为了探究A中溶液由红色变为黄色的原因,甲同学进行如下实验.取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在________ .
(3)资料显示:SCN -的电子式为 .甲同学猜想SCN﹣可能被Cl2氧化了,他进行了如下研究.
①取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液, 产生白色沉淀,由此证明SCN﹣中被氧化的元素是 .
②甲同学通过实验证明了SCN﹣中氮元素转化为NO3﹣,已知SCN﹣中碳元素没有被氧化,若SCN﹣与Cl2反应生成1mol CO2,则转移电子的物质的量是 mol.
Ⅱ.8.12天津港特大爆炸事故现场有700吨左右氰化钠,氰化钠剧毒。有少量因爆炸冲击发生泄漏。这些泄露的氰化钠可通过喷洒氧化剂双氧水的方式来处理,以减轻污染。
(1)写出NaCN的电子式__________,偏碱性条件下,氰化钠溶液的CN﹣被双氧水氧化为HCO3﹣,同时放出NH3,该反应的离子方程式:_______ 。
(2)Cu2+可作为双氧水氧化CN﹣中的催化剂。某兴趣小组要探究Cu2+对双氧水氧化CN﹣是否起催化作用,请你完成下实验方案。填写实验步骤、实验现象和结论(己知:CN﹣浓度可用离子色谱仪测定)
步骤:分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中,________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ |
现象与结论: 若____________________________ _______________________________ 若____________________________ ____________________ |
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量FeO、SiO2。以孔雀石为原料可制备CuSO4·5H2O步骤如下:
(1)写出孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式:___________,
为了提高原料浸出速率,可采取的措施有____________(写出两条)。
(2)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+。实验步骤中试剂①最佳选 (填代号)。
a.KMnO4 b.Cl2 c.H2O2 d.HNO3
(3)溶液B中加入CuO作用是_________________ ____。
(4)常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39,若要将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,使溶液中c(Fe3+)降低至1×10—3mol/L,必需将溶液pH调节至 。
(5)由溶液C获得CuSO4·5H2O晶体,需要经____________、___________和过滤。
(6)可用KMnO4标准溶液测定溶液A中Fe2+的浓度,量取A溶液20.00ml,用0.010mol/L酸性KMnO4标准溶液滴定,消耗KMnO4 10.00ml, A溶液中Fe2+的物质的量浓度_________mol/L.
(反应原理:MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O)
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,请回答下列问题:
(1)一定温度下,在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号).
A.每消耗1mol CO的同时生成2molH2
B.混合气体总物质的量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.B、C两点的平衡常数K(B)K(C)(填“>”、“=”或“<”).
③某温度下,将2.0mol CO和6.0molH2充入2L的密闭容器中,达到平衡时测得
c(CO)=0.25mol/L,CO的转化率= ,此温度下的平衡常数K= (保留二位有效数字).
(2)常温下,将V mL、0.20mol/L氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.20mol/L甲酸溶液中,充分反应,溶液pH=7,此时V 20.00(填“>”、“=”或“<”);当氢氧化钠溶液与甲酸溶液恰好完全反应时,溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序____________
(3)温度650℃的熔融盐燃料电池,用(CO、H2)作反应物,空气与CO2的混合气体为正极反应物,镍作电极,用Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质.该电池的正极反应式为__________ .
(4)己知:CH3OH、H2的燃烧热(△H)分别为﹣726.5kJ/mol、﹣285.8kJ/mol,则常温下CO2和H2反应生成CH3OH和H2O的热化学方程式是 .