(14分)Ⅰ.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH <0
完成下列填空:
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2 L,3 min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80 g,则H2的平均反应速率为________;
(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是__________。
A.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小
B.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
C.其他条件不变,增大Si3N4物质的量平衡向左移动
D.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动
(3)一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_____。
A.3v逆(N2)= v正(H2) B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
C.混合气体密度保持不变 D.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m:n,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比___m:n(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ.铬是人体必需的一种微量元素,但是铬过量摄入对人体造成的危害非常大。目前对含铬废水的处理通常是将毒性较强的六价铬转化为毒性较弱的三价铬。某工业废水中含有一定量的Cr2O72—和CrO42—,处理方法之一为“还原沉淀法”,该法的工艺流程为:
其中第①步存在平衡:2CrO42—(黄色) + 2H+ Cr2O72—(橙色) + H2O
(1)若平衡体系的pH=2,则溶液显 色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。
A.c(Cr2O72—)= c(CrO42—)
B.2v(Cr2O72—) =v(CrO42—)
C.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1mol Cr2O72—,需要_______mol的FeSO4·7H2O。
.设计总反应为:2Fe3++Fe==3Fe2+原电池,在框内画出图示。并写出两极反应式。
正极:_______________________负极:_______________________
成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等,某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成份的存在,请你参与并协助他们完成相关实验。
(1)用小试管取少量的苹果汁,加入 ,溶液变蓝,则苹果中含有淀粉。
(2)用小试管取少量的苹果汁,加入新制Cu(OH)2悬浊液,并加热,产生砖红色的沉淀,则苹果中含有 (写分子式)。
(3)葡萄糖在一定条件下可以得到化学式为C2H6O的化合物A。
A + CH3COOH→有香味的产物
① 含A的体积分数为75%的水溶液可以用做 。
②写出化合物A与CH3COOH反应的化学方程式为 ,该反应的类型为 。
(4)苹果中含有苹果酸,测得其相对分子质量为134。取0.02mol苹果酸,使其完全燃烧,将燃烧后的产物先后通过足量的无水CaCl2和碱石灰,两者分别增重1.08g 和 3.52g。则分子中C、H原子的个数比 。苹果酸的分子式是 。
直接甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
(1)101 kPa时,1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1="+49.0" kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2
已知H2(g)+O2(g)===H2O(g) △H ="-241.8" kJ·mol-1
则反应②的△H2= 。
(3)甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入 极(填“正”或“负”),该极发生的电极反应为 。
(4)已知H—H键能为436 KJ/mol,H—N键能为391KJ/mol,根据化学方程式:
N2 (g)+ 3H2 (g)= 2NH3(g)ΔH=" —92.4" KJ/mol,则N≡N键的键能是。
依据氧化还原反应:2Ag+ (aq)+Cu(s)=Cu2+ (aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 ;
(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;X电极上发生的电极反应为 ;
(3)外电路中的电子是从 电极流向 电极。外电路中每通过0.1 mol电子,银电极的质量理论上增加g。
(4)原电池工作时,盐桥(装有琼脂-KCl的U型管)里的Cl-移向电极。
某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平, A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。根据图回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D的结构简式:
A__________________________________________,
B__________________________________________,
C__________________________________________,
D__________________________________________。
(2)写出②、④、⑤三步反应的化学方程式,并注明反应类型:
②________________________________________,反应类型________________。
④________________________________________,反应类型________________。
⑤________________________________________,反应类型________________。