有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是 。
(2)A、B、C 三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为 (用化学式表示)。
(3)A的最简单氢化物分子的空间构型为__________,其中A原子的杂化类型是___________。
(4)A的单质中δ键的个数为 ,π键的个数为 。
(5)写出基态E原子的价电子排布式: 。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a =________cm。(用ρ、NA的计算式表示)
(1)应用氨厂生产的氨气,侯德榜设计了侯氏制碱法,其生产流程如下:
①工业合成氨时,通常采用以铁为主的催化剂,在温度为 ℃和压强为 MPa的条件下合成。
②沉淀池中发生反应的化学方程式 。
③上述流程中可循环利用的物质为 (填化学式),副产品为 (填化学式)。
④与氨碱法生产纯碱比较,侯氏制碱法有什么优点? 。
(2)实验室制备纯碱(Na2CO3)的主要步骤为:将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热,控制30—35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕,保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干,转入蒸发皿中灼烧得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度表 (g/100g水)
⑤反应温度需要控制在30—35℃,原因是 ;为控制此温度范围,通常采取的加热方法为 。
⑥保温30分钟,静置后只析出NaHCO3晶体的原因 。
Cl2及其化合物在生产、生活中有广泛用途,回答下列问题。
(1)氯气溶于水得到氯水,氯水中含有氯元素并且具有氧化性的微粒有 。
(2)新制氯水体系中,存在多个含氯元素之间的平衡关系,请写出任意两个平衡关系: 。
(3)25℃时将氯气溶于水形成氯气-氯水体系,该体系中Cl2(aq)、HClO和ClO-三种微粒分别所占分数(α)随pH变化的关系如下图所示。
已知HClO的杀菌能力比ClO-强,由图分析,用氯气处理饮用水时,pH=7.5与pH=6时杀菌效果较强的是pH= 。
(4)ClO2是一种更高效的杀菌消毒剂,工业上可用电解法制备ClO2,方法如下:在80℃时电解氯化钠饱和溶液得到NaClO3,然后与盐酸反应得到ClO2。电解时,产生ClO3-的电极是 极,生成ClO3-的电极反应式为 。
(5)已知PCl5的热分解反应为:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),某温度下,在固定容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.15 mol/L。
①上述反应达到平衡后继续向容器充入PCl5,则上述平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”),PCl5的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②计算该温度下PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)的平衡常数K(写出计算过程)。
硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是医药上补血剂的有效成分。某课外小组测定该补血剂中铁元素含量的流程如下(已知其它成分在测定过程中不参与反应),回答下列问题。
(1)写出铁原子的原子结构示意图 。
(2)步骤①研细的目的是 。
(3)证明步骤②滤液中含有Fe2+的方法是 。
(4)步骤③加入H2O2的目的是 ,发生反应的离子方程式是 。
(5)步骤④中一系列操作依次是 、洗涤、 、冷却、称量。
(6)假设实验无损耗,正常人每天应补充16.8mg左右的铁,如果全部通过服用上述测定的补血剂片来补充,则正常人每天需服用上述补血剂 片。
乙酸是一种重要的有机原料,在化工生产和生活中有广泛的用途。某小组组装下列装置由乙醇、冰醋酸和浓硫酸为原料制备乙酸乙酯,回答下列问题。
(1)仪器A的名称是 。往仪器A中加入原料的正确顺序及操作是 。
(2)在仪器A中生成乙酸乙酯的化学反应方程式为 。
(3)欲提高乙酸的转化率,可采取的措施有 、 等。
(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子(H+)液体可用作该反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)
同一反应时间 | 同一反应温度 | ||||
反应温度/℃ | 转化率 (%) | 选择性(%)* | 反应时间/h | 转化率(%) | 选择性 (%)* |
40 | 77.8 | 100 | 2 | 80.2 | 100 |
60 | 92.3 | 100 | 3 | 87.8 | 100 |
80 | 92.6 | 100 | 4 | 92.3 | 100 |
120 | 94.5 | 98.7 | 6 | 93.0 | 100 |
*选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水 | |||||
根据表中数据,下列 (填字母)为该反应的最佳条件。
A.120℃,4h B.80℃,2h C.60℃,4h D.40℃,3h
(5)常温下,将20mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20mL0.10 mol·L-1HSCN溶液分别与20mL 0.10 mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如图所示,由图分析:反应初始阶段,两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 ,反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO-) c(SCN-)(填“>”、“<”或“=”)。
(6)设计一个简单的实验证明醋酸是弱酸 。
常温下,盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线如下图,下列叙述不正确的是
A.滴定过程的任何时刻都存在:c(H+)+ c(Na+)=c(OH-)+c(Cl-)
B.曲线b是用氢氧化钠溶液滴定盐酸溶液的滴定曲线
C.氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.1mol・L-1
D.P点时恰好完全中和,溶液呈中性