(8分)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,回答下列问题:
(1)画出⑧原子结构示意图__________ __;
(2)④、⑤、⑥的简单离子半径由大到小的顺序是________。(用离子符号表示)
(3)①-⑧的元素中,某元素气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应所得生成物溶于水,溶液呈酸性,原因是____ _ _(用离子方程式表示),该氢化物分子空间结构为______ _ ;
(4)写出由元素⑥组成的单质与元素⑤最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式_ 。
工业上制取硝酸铵的流程图如下,请回答下列问题:
(1)在上述工业制硝酸的生产中,B设备的名称是,其中发生反应的化学方程式为。
(2)此生产过程中,N2与H2合成NH3所用的催化剂是。1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:分别表示N2、H2、NH3。图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②和图③的含义分别是、。
(3)在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是;在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是。
(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3还原法:8NH3+6NO27N2+12H2O(NO也有类似的反应)
以上两种方法中,符合绿色化学的是。
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的 %。
(6)硝酸铵是一种常用的氮肥,在贮存和使用该化肥时,应注意的事项及理由是:
注意事项 |
理由 |
|
① |
||
② |
氨基甲酸铵常用于生产医药试剂、发酵促进剂、电子元件等,是一种可贵的氨化剂。某学习小组研究在实验室中制备氨基甲酸铵的化学原理。
(1)将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)
将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃) |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强(kPa) |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度 (10-3mol/L) |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①上述反应的的焓变:∆H0,熵变∆S0(填“>”、“<”或“=”)
根据表中数据,计算出25.0℃时2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)的化学平衡常数K=。
③若从已达平衡状态的上述容器中分离出少量的氨基甲酸铵晶体,反应物的转化率将(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)氨基甲酸铵极易水解:NH2COONH4+2H2O NH4HCO3+NH3·H2O。该学习小组为亲身体验其水解反应,分别取两份制得的样品,将其溶于水中并配制成不同浓度的氨基甲酸铵溶液,绘制出c(NH2COO—)随时间(t)变化的曲线如图所示,若A、B分别为不同温度时测定的曲线,则(填“A”或“B”)曲线所对应的实验温度高,判断的依据是。
蛇纹石是一种富镁硅酸盐矿物的总称,因其颜色青绿相间酷似蛇皮而得名。蛇纹石可以看作由MgO、FeO和Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。工业上由蛇纹石制取碱式碳酸镁产品的流程如下:
(1)蛇纹石加盐酸溶解后,溶液里除了Mg2+、Al3+外,还含有的金属离子是________。
(2)向Ⅰ中加入氧化剂的作用是,加入Ca(OH)2时,
需要控制溶液pH在7~8之间(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)。
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
1.5 |
3.3 |
9.4 |
若pH>8可能会导致溶解、________沉淀。
(3)沉淀物A可作为提取红色颜料的原料,若向沉淀物A中加入,然
后过滤、洗涤、_________(填写实验操作名称),即可获得红色颜料,实现废物的综合利用。
(4)物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是________(填写物质化学式)。
(5)若产品的化学式用aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O表示,现称取18.2 g产品并使之完全分解,收集到3.36L CO2(标准状况下)和8.0 g MgO,通过计算确定产品的化学式中:a=________,b=________,c=________。
咖啡酸苯乙酯有极强的抗炎和抗氧化活性而起到抗肿瘤的作用。现设计出如下路线合成缓释药物聚咖啡酸苯乙酯:
已知:B的核磁共振氢谱有三个波峰;红外光谱显示咖啡酸分子中存在碳碳双键;且:;
回答下列各题:
(1)物质B的名称:(系统命名法)。
(2)咖啡酸仅含C、H、O三种元素,蒸气密度是相同条件下H2的90倍,含氧质量分数为35.6%,则咖啡酸的分子式为;咖啡酸可与NaHCO3溶液反应生成气体,1 mol 咖啡酸与足量钠反应生成1. 5 mol H2,咖啡酸中所有含氧官能团的名称:;
(3)写出下列反应的类型:④、⑧。
(4)写出反应③的化学方程式:。
(5)满足下列条件的咖啡酸的同分异构体有种。
①含有两个羧基②苯环上有三个取代基
乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
(1)CaC2与水反应生成乙炔的反应方程式为________.
(2)比较第二周期元素C、N、O三种元素的第一电离能从大到小顺序为 ______(用元素符号表示),用原子结构观点加以解释______。
(3)CaC中C22-与O22+互为等电子体,O22+的电子式可表示为______;1molO22+中含有的π键数目为_______。
(4)CaC2晶体的晶胞结构与NaCI晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-数目为______。
(5)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 _______。
(6)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是______;分子中处于同一直线上的原子数目最多为______。