硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。工业上由锌白矿(主要成分是ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4•7H2O的流程如下。
已知:常温下,溶液中的Fe3+、Zn2+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为:3.7,6.5,9.7。
(1)浸取过程中提高浸出效率可采用的措施有 (任答一条),ZnO和硫酸反应的化学方程式为 。
(2)加入适量锌粉的作用为:①使溶液中的Fe3+转化为Fe2+;② 。
(3)氧化过程中H2O2发生反应的离子方程式为 。
(4)加入适量Ca(OH)2调节溶液pH,促进Fe3+水解,Fe3+水解反应的平衡常数表达式K= ,Ca(OH)2不能过量的原因是 。
能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6molCO2、6 molCH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K=___________。
②若再向容器中同时充入2.0molCO2、6.0 molCH4、4.0 molCO和8.0molH2,则上述平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:
已知:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=—41.8KJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=—196.6KJ·mol-1
①写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式__________。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充人NO2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO和NO2的浓度之比为3:1,则NO2的平衡转化率是_________。
(3)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);
①判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号)。
A.2v(CO2)(正)=3v(H2O)(逆)
B.混合气体中氢气的质量不变
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。
(4)通过NOx传感器可监测大气中NOx的含量,其工作原理如图所示,甲、乙两电极均为Pt电极,电解质为熔融氧化物。
①乙电极上发生的是_________反应(填“氧化”或“还原”);
②甲电极上的电极反应式为___________________。
【改编】【化学——选修5:有机化学基础】5-氯-2,3-二氢-1-茚酮是是一种重要的医药中间体。
已知:
以化合物A(分子式为C7H7Cl)为原料合成5-氯-2,3-二氢-1-茚酮(化合物F)工艺流程如下:
(1)A的名称为 ,C分子中含氧官能团的名称为_______,反应D→E的反应类型 。
(2)1molB在一定条件下最多能与______molNaOH反应。
(3)E→F的化学方程为 。
(4)写出满足下列条件的有机物D的同分异构体的结构简式: (任写一种)。
①1,3,5—三取代苯,但不含甲基;
②能发生银镜反应;
③与氯化铁溶液显紫色
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以化合物F和CH2(COOC2H5)2为有机反应原料制备的合成路线流程图(注明反应条件)。合成路线流程图示例如下:
【化学——选修3:物质结构与性质】决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题:
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能/kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
A通常显____价,A的电负性______B的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因___________;组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是 ;
共价键 |
C-C |
C-N |
C-S |
键能/ kJ·mol-1 |
347 |
305 |
259 |
(3)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子晶体 |
NaCl |
KCl |
CaO |
晶格能/kJ·mol-1 |
786 |
715 |
3401 |
则该4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是:_______________;其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有 个。
(4)[LiC60]PF6与NaCl具有类似的晶胞结构([LiC60]+表示1个Li+位于1个C60内部)。[LiC60]PF6晶体中包含的化学键有_____________(填字母);
A.金属键
B.离子键
C.极性键
D.非极性键
E.范德华力
已知[LiC60]PF6晶体晶胞边长为a nm,计算[LiC60]PF6晶体的密度为_______g/cm3(用含a、NA的式子表示)。
【化学选修——2:化学与技术】水处理技术在生产、生活中应用广泛。
(1)根据水中Ca2+、Mg2+的多少,把天然水分为硬水和软水,硬水必须经过软化才能使用。
①硬水软化的方法通常有___________、__________和离子交换法。离子交换树脂使用了一段时间后,逐渐由NaR型变为CaR2(或MgR2)型,而失去交换能力。把CaR2(或MgR2)型树脂置于____中浸泡一段时间,便可再生。
②当洗涤用水硬度较大时,洗衣粉与肥皂相比,_______洗涤效果较好,原因是_______________。
(2)工业上常用绿矾做混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体,为了达到更好的效果,要将待处理的水pH调到9左右,再加入绿矾。请解释这一做法的原因:__________。(用必要的离子方程式和文字描述)。
(3)最近我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中,当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性炭,活性炭的作用是___________________。
【原创】CO、CO2、H2、H2O、CH4等物质是常见的基础化学物质,这些物质与人类的生产、生活有密切关系。科研人员深入研究这些物质,应用它们合成CH3OH、CH3CH2OH、CH3OCH3等已经实现。
(1)实现反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H,对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=—566kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=—484kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=—802kJ/mol
则反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H=________;
(2)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI_____KⅡ(填“>”或“=”或“<”);
②一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是_____。
a.容器中压强不变b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂
③若在一定温度时,将lmol CO2和2mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应5min后达到平衡,CO2的转化率为60%,则用氢气表示的反应速率为_________,该温度下的平衡常数为_________;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是____________。
a.升高温度
b.增加CO2的量
c.充入He,使体系总压强增大
d.按原比例再充入CO2和H2
(3)某甲醇燃料电池原理如图所示:,则N电极是______极(填“正”或“负”),M区发生反应的电极反应式为_______________________________。