“神七”登天谱写了我国航天事业的新篇章。火箭升空需要高能的燃料,通常用肼(N2H4)作为燃料,N2O4做氧化剂。
(1)已知:N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) △H=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) △H=-534.0 kJ·mol-1
2NO2(g)
N2O4(g)
△H=-52.7 kJ·mol-1
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式: 。
(2)工业上可用次氯酸钠与过量的氨反应制备肼,该反应的化学方程式为: 。
(3)一定条件下,在2L密闭容器中起始投入2 mol NH3和4 mol O2发生反应:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
ΔH<0
测得平衡时数据如下:
平衡时物质的量(mol) |
n(NO) |
n(H2O) |
温度T1 |
1.6 |
2.4 |
温度T2 |
1.2 |
1.8 |
①在温度T1下,若经过10min反应达到平衡,则10min内反应的平均速率
v(NH3)= 。
②温度T1和T2的大小关系是T1 T2(填“>”、 “<”或“=”)。
(4)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:=O2↑+2H2O,则阴极反应为 。有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由 。
(5)下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH溶液为电解液。
如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体(已折算成标准状况),则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为 mol。
盐泥是氯碱工业中的废渣,主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。实验室以盐泥为原料制取MgSO4·7H2O的流程如下:
已知:(Ⅰ) Ksp[Mg(OH)2]=6.0×
(Ⅱ) Fe2+、Fe3+、Al3+开始沉淀到完全沉淀的pH范围依次为:7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7
(Ⅲ) 三种化合物的溶解度(S)随温度变化曲线如图。
回答下列问题:
(1)在盐泥中加H2SO4溶液控制pH为1~2以及第一次煮沸的目的是: 。
(2)若溶液中Mg2+的浓度为6 mol/L,溶液pH≥ 才可能产生Mg(OH)2沉淀。
(3)第二次过滤需要趁热进行,主要原因是 。所得滤渣的主要成分是 。
(4)从滤液Ⅱ中获得MgSO4·7H2O晶体的实验操作步骤为:①向滤液Ⅱ中加入 ,②过滤,得沉淀,③ ,④蒸发浓缩,降温结晶,⑤过滤、洗涤得产品。
(5)若获得的MgSO4·7H2O质量为24.6 g,则该盐泥中含镁[以Mg(OH)2计]的百分含量约 (MgSO4·7H2O式量为246)
以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体,再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2气体的吸收率。具体情况如图6所示。请回答下列问题
(1)据图可知,反应时需要控制的适宜温度是 ℃,达到此要求采取的适宜措施是 。
(2)已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,写出制备二氧化氯的离子方程式: 。
(3)某校化学学习小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品质量6.0g,通过反应和吸收可得400
mL ClO2溶液,取出20 mL,加入37.00 mL
0.500 mol·(NH4)2Fe(SO4)2
溶液充分反应,过量Fe2+再用0.0500 mol·
K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗20.00 mL。反应原理如下:
4H++ClO2+5Fe2+=+5Fe3+
+2H2O
14H+ ++6
Fe2+ =2Cr3+ + 6 Fe3+ +7H2O
试计算ClO2的“产率”。(写出计算过程)
已知:(X为卤原子,M为烃基或含酯基的取代基等)
由有机物A合成G(香豆素)的步骤如下:
回答下列问题:
(1)写出C中含氧官能团名称: ,F→G 的反应类型是 。
(2)写出A和银氨溶液反应的化学方程式 。
(3)D的结构简式为 。
(4)F有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式: 。
Ⅰ. 分子中除苯环外,无其它环状结构; Ⅱ.苯环上有两个处于对位的取代基;
Ⅲ. 能发生水解反应,不能与Na反应; Ⅳ.能与新制Cu(OH)2按物质的量比1:2反应
(5)二氢香豆素()常用作香豆素的替代品,鉴别二氢香豆素和它的一种同分异构体(
)需要用到的试剂有:NaOH溶液、 。
(6)已知:
(R,R′为烃基),试写出以苯和丙烯(
=CH—CH3)
为原料,合成的路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的价电子排布式表示为 。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-而体现一元弱酸的性质。
①[B(OH)4]-中B的原子杂化类型为 ;
②不考虑空间构型,[B(OH)4]-的结构可用示意图表示为 。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得右图所示的金刚砂(SiC)结构;若在晶体硅所有Si—Si键中插入O原子即得SiO2晶体。
①在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 ;
②判断a. SiO2,b.干冰,c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是 (填序号)。
甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
(1)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
△H = —90.8kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = —571.6kJ/mol;
H2(g)+O2(g)=H2O(g)
△H = —241.8kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = —566.0kJ/mol
CH3OH(g) = CH3OH(l) △H = —37.3kJ/mol
①计算液体CH3OH的燃烧热为 。
②若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),下列表示该反应达到平衡状态的标志有 (填字母序号)。
A.有1个H—H键生成的同时有 3个C—H键生成
B.CO百分含量保持不变
C.容器中混合气体的压强不变化
D.容器中混合气体的密度不变化
(2)制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取:H2O(g)+CO(g) H2(g)+
CO2(g) △H<0,某温度下该反应的平衡常数K=1。若起始时c(CO)=1mol•L-1,c(H2O)=2mol•L-1,试回答下列问题:
①该温度下,反应进行一阶段时间后,测得H2的浓度为0.5mol•L-1,则此时该反应v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
②若反应温度不变,达到平衡后,H2O的转化率为 。
(3)某实验小组设计了如右图7所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时,OH— 向 极移动(填“a”或“b”);
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池负极反应的离子方程式为 。