硼及其化合物在现代工业、生活和国防中有着重要的应用价值。
(1)基态硼原子的电子排布式是 ;最简单的硼烷是B2H6(乙硼烷),结构如右图所示,其中B原子的杂化方式为 ;
(2)三氯化硼和三氟化硼常温下都是气体,都有强烈的接受孤电子对的倾向。推测它们固态时的晶体类型为 ;三氟化硼与氨气相遇,立即生成白色固体,写出该白色固体结构式,并标注出其中的配位键 ;
(3)经结构研究证明,硼酸晶体中B(OH)3单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过O﹣H…O氢键连结成层状结构,其片层结构及键长、层间距数据如图Ⅱ所示。层与层之间以微弱的分子间力相结合构成整个硼酸晶体。
①H3BO3是一元弱酸,写出它与水反应的化学方程式 ;
②根据结构判断下列说法正确的是 ;
a.硼酸晶体有滑腻感,可作润滑剂 b.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
c.含1mol H3BO3的晶体中有3mol氢键 d.H3BO3分子中硼原子最外层为8e-稳定结构
(4)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,右图为其晶胞结构示意图。
①该功能陶瓷的化学式为 ;
②第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。
300℃时,将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应3A(g)+B(g) 2C (g)+2D(g) △H=Q,2min末达到平衡,生成生成0.8mol D.
(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=__________________;已知K300℃<K350℃,则△H______0(填“>”或“<”)。
(2)在2min末时,B的平衡浓度为_____________,D的平均反应速率为____________;
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”),原因是___________;
气态可逆反应:mA(g)+nB(g) pC (g)+qD(g),符合下图。试用“>”或“<”填(1)~(3)题。
(1)温度T1___________T2,
(2)压强p1___________ p2,
(3)m+n____________ p+q,
(4)正反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。
25℃、101kPa时,一些物质的燃烧热为:
化学式 |
CO(g) |
H2(g) |
CH3OH(l) |
△H/( kJ•mol-1) |
-283.0 |
-285.8 |
-726.5 |
请回答下列问题:
(1)写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式:_____________________;
(2)根据盖斯定律完成反应的热化学方程式:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)△H=_____________。
(原创)NH3是一种重要的化工产品,可用于生产尿素 [CO(NH2)2]、处理烟气等。
Ⅰ.工业上合成尿素的反应:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2 (l) + H2O (g) ΔH
(1) 已知合成尿素的反应分两步进行:
2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH1
NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O (g) ΔH2
其能量变化曲线如图1所示,则△H、△H1和△H2由小到大的顺序为__________。
图1图2
(2) 某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2 (l) + H2O (g) ,反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图2所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2)______B点的正反应速率v正(CO2)。 (填“>”、“<”或“=”)
②下列能说明该反应达到平衡状态的是________________(填代号)。
a. NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1b.体系的压强保持不变
c.单位时间内消耗1mol CO2同时生成2mol NH3 d.2v正(NH3) =v逆(H2O)
③对于有气体参与的反应,平衡常数Kp可用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B)。实验测得体系平衡时的压强为10MPa,列式计算该反应的平衡常数Kp=_______ (提示:写出Kp的表达式再代入数据进行计算,分压=总压×体积分数)。
④L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。右图表示L一定时,该反应CO2 (g)的平衡转化率随X的变化关系。
X代表的物理量为__________。判断L1、L2的大小关系,并简述理由: 。
Ⅱ.烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放:
(3)下图是一种用NH3脱除烟气中 NO的原理。该脱硝反应中,氧化剂是 (填化学式) 。
(4)利用反应8NH3+6NO2═7N2+12H2O构成原电池,也能消除烟气的排放,同时还能充分利用化学能,装置如图所示。则电极b为______极;a电极的电极反应式为 。
(原创)结合下表回答下列问题(均为25℃时的数据)
(1)上述五种酸中,酸性最强的是 (填化学式)。HCO3-的电离平衡常数表达式K= 。
(2)已知硼酸(H3BO3)与足量NaOH溶液发生酸碱中和反应的离子方程式为: HBO3+ OH-=B(OH)4-,则硼酸为 元酸,硼酸的电离方程式为 。
(3)常温下,0.01 mol·L-1的HNO2溶液加水稀释的过程中,下列各项数据增大的是 (填代号)。
①c(H+ ) ②c(NO2- )/ c(H+) ③Ka(HNO2)
④c(H+ )/ c(HNO2) ⑤c(OH-) ⑥
(4)右图描述的是醋酸与HNO2在水中的电离度与浓度关系,其中反映醋酸的是曲线 (填“甲”或“乙”,已知:电离度=已电离的溶质分子数/原有溶质分子总数) 。
(5)根据表中提供的数据可知,在溶液中能大量共存的微粒组是 (填代号)。
(6)设计一个现象明显、操作简便的实验方案证明HNO2酸性强于碳酸(不用叙述仪器和具体操作)___________________ 。