已知甲、乙、丙是中学常见的三种气体单质,相互间反应可制得化肥B。其转化关系如图所示:
(1)将B中所含元素填写在下表的恰当位置中(用元素符号表示)
(2)已知反应一是放热反应,画出能量关系示意图。
(3)为加快反应一的速率,可采取的措施有:适当升高温度、选用恰当的催化剂、增大某一反应物的浓度和______________。
(4)方法一的化学方程式是_________________。
(5)用方法二也能制得B:甲和丙反应的产物与A反应即可,这两种方法更好的是______(填“方
法一”或“方法二”),理由是______________。
钒是一种重要的合金元素,还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程如下:
部分含钒化合物在水中的溶解性如下表:
物质 |
V2O5 |
NH4VO3 |
VOSO4 |
(VO2)2SO4 |
溶解性 |
难溶 |
难溶 |
可溶 |
易溶 |
部分含钒化合物在水中的溶解性如下表:
请回答下列问题:
(1)反应①所得溶液中除H+之外的阳离子有___________。
(2)反应②碱浸后滤出的固体主要成分是(写化学式)。
(3)反应④的离子方程式为。
(4)25℃、101 kPa时,4Al(s)+3O2(g)==2Al2O3(s)ΔH1=-a kJ/mol
4V(s)+5O2(g)==2V2O5(s) ΔH2=-b kJ/mol
用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是。
(5)钒液流电池(如图所示)具有广阔的应用领域和市场前景,该电池中隔膜只允许H+通过。电池放电时负极的电极反应式为,电池充电时阳极的电极反应式是。
(6)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应①后溶液中的含钒量,反应的离子方程式为:2VO2++H2C2O4+2H+===2VO2++2CO2↑+2H2O。取25.00 mL 0.1000 mol/L H2C2O4标准溶液于锥形瓶中,加入指示剂,将待测液盛放在滴定管中,滴定到终点时消耗待测液24.0 mL,由此可知,该(VO2)2SO4溶液中钒的含量为g/L。
(14分)天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。下图为以天然气为原料制备化工产品的工艺流程。
(1)CH4的VSEPR模型为
(2)一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并能使氨水再生,写出氨水再生时的化学反应方程式
(3)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH="-90.8" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g) + H2(g);ΔH="-41.3" kJ·mol-1
则催化反应Ⅱ室的热化学方程式为
(4)在一定条件下,反应室Ⅲ(容积为VL)中充入amolCO与2amolH2 ,在催化剂作用下反应生成甲醇:
CO(g) +2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则:①P1P2(填“<”、“=”或“>”)。
②在其它条件不变的情况下,反应室Ⅲ再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③在P1压强下,100℃时,反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的平衡常数为(用含a、V的代数式表示)。
(5)科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。铜电极表面的电极反应式
(14分)已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增加,A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子的核外成对电子总数是未成对电子总数的3倍。A、B、D三种元素组成的一种化合物M可用于配制化妆品,是皂化反应的产物之一;A、B两种元素组成的原子个数比为1:1的化合物N是常见的有机溶剂。E有“生物金属”之称,E离子和氩原子的核外电子排布相同,元素F的三价阳离子3d轨道处于半充满状态。请回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示)
(1)E的基态原子的外围电子排布式为
(2)上述非金属元素中电离能最大的元素是
(3)下列叙述正确的是(填字母)
a.M与水分子间能形成氢键,N是非极性分子
b.M和BD2分子中的中心原子均采用sp2杂化
c.N分子中含有6个键和1个
键
d.BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(4)与BCD互为等电子体的微粒的化学式为(任写一种)、
(5)在浓的ECl3的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为ECl3·6H20的绿色晶体,该晶体属于配合物,有两种配体,其物质的量之比为1:5,则该配离子的化学式为
(6)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的BC离子,可在催化剂的催化下,先用NaClO将BC
氧化成BCD
,再在酸性条件下BCD
继续被NaClO氧化成C2和BD2。则后一步反应的离子方程式是
(7)F的低价硫酸盐的溶液在空气中易变质,检验其在空气中是否已完全变质的实验操作是(要求写出操作、现象、结论)
(本题共12分)碘及其化合物可广泛用于医药和工业生产等。回答下列问题:实验室用海带提取I2时操作步骤依次为:灼烧、溶解、过滤、_______、_______及蒸馏。
灼烧海带时除需要三脚架、酒精灯、玻璃棒外,还需要的实验仪器是______________。
“过滤”后溶液中含一定量硫酸盐和碳酸盐。现要检验溶液中的I-,需选择的试剂组合及其先后顺序是_____________。(选填编号)
a.AgNO3溶液 b.Ba(NO3)2溶液 c.BaCl2溶液 d.CaCl2溶液在海带灰滤液中加入适量氯水后一定存在I2,可能存在IO3—。
请补充完整检验含I2溶液中是否含有IO3—的实验方案(可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液):
①取适量含I2溶液用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;
②_____________________________________________________________________。分解水可用SO2/I2循环法。该法共涉及三步化学反应。
___________________;2H2SO4 2SO2↑+ O2↑+ 2H2O;____________________。
与传统的分解水的方法相比,本法的优点是____________;缺点是_____________。
[化学—选修3:物质结构与性质]
(1)锌是一种重要的金属,锌及其化合物有着广泛的应用。
①指出锌元素在周期表中的位置:周期,族,区。
②NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为,基态氮原子的核外电子排布式是;
③下图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞,其中Zn和X通过共价键结合,该化合物的化学式为;该化合物的晶体熔点比干冰高得多,原因是。
(2)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为140-145pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确 ,并阐述理由。
②科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为。
③继C60后,科学家又合成了Si60、N60。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则 Si60分子中的数目为。