太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位,单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、锎、硼、镓、硒等。回答下列问題:
⑴二价铜离子的电子排布式为 ,已知高温下Cu2O比CuO更稳定,试从铜原子核外电子结构变化角度解释 。
⑵如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为 。
⑶往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。
⑷铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2中含有π键的数目为 ,类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点。其原因是 。
⑸硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3•NH3,在BF3•NH3中B原子的杂化方式为 ,B与N之间形成配位键,氮原子提供 。
⑹六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似,层间相互作用为 。六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构和硬度都与金刚石相似,晶胞结构如下图所示,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是 g/cm3。(只要求列算式)。
工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ﹒脱硝:
已知:H2的燃烧热为285.8kJ·mol—1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol—1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=—44kJ·mol—1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为: ;
Ⅱ﹒脱碳:
向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH﹤0
⑴①该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 (填字母)
A﹒混合气体的平均相对分子质量保持不变
B﹒CO2和H2的体积分数保持不变
C﹒CO2和H2的转化率相等
D﹒混合气体的密度保持不变
E﹒1molCO2生成的同时有3molH—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6CO2浓度随时间的变化曲线。
⑵改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
反应条件 | 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min |
| 4.5 |
|
| |
20min | 1 |
|
|
| |
30min |
|
| 1 |
| |
反应Ⅱ:绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(Ⅰ) K(Ⅱ)(填“﹥”“﹤”或“=”)
②对反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)= 。在其他条件不变的情况下,若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
⑶利用CO与H2可直接合成甲醇,下图是由“甲醇—空气”形成的绿色燃料电池的工作原理
示意图,写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式
铬是一种银白色金属,化学性质稳定,以+2、+3和+6价为常见价态。工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O),其主要工艺流程如下:
已知:①Na2Cr2O7是一种强氧化剂
②常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42—
⑴工业上常采用热还原法制备金属铬,写出以Cr2O3为原料,利用铝热反应制取金属铬的化学方程式: ;
⑵酸化滤液D时,不选用盐酸的原因是 ;
⑶固体E的主要成分是Na2SO4,根据下图分析操作a为 ;
⑷已知含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72—,处理该废水常用还原沉淀法,具体流程如下:
①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,是因为 ;
②下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是 (填选项序号)
A.FeSO4溶液 B.浓H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D.Na2SO3溶液
③上述流程中,每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole—,则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为 ;
⑸根据有关国家标准,含CrO42—的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10—7mol·L—1以下才能排放。用以下方法处理废水:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10—10],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。则加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于 mol·L—1,废水处理后方能达到国家排放标准。
青蒿素,是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为35℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺为:
请回答下列问题:
⑴对青蒿进行干燥破碎的目的是 ,
⑵操作I需要的玻璃仪器主要有:烧杯、漏斗、 ,操作Ⅱ的名称是 ,
⑶操作Ⅲ的主要过程可能是_____________(填字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
⑷用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下:
将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
①装置E中盛放的物质是 ,
②该实验装置可能会产生误差,造成测定含氧量偏低,改进方法是 。
③用合理改进后的装置进行试验,称得:
装置 | 实验前/g | 实验后/g |
E | 22.6 | 42.4 |
F | 80.2 | 146.2 |
则测得青蒿素的最简式是 ,
⑸某学生对青蒿素的性质进行探究:将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与 (填字母)具有相同的性质。
A.乙醇 B.乙酸 C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
25℃时,将不同浓度的二元弱酸H2A和NaOH溶液等体积混合(体积变化忽略不计),设反应后溶液的pH如下表:
实验编号 | 起始浓度/mol·L—1 | 反应后溶液的pH | |
c(H2A) | c(NaOH) | ||
① | x | 0.10 | 9 |
② | 0.10 | 0.10 | 5 |
下列判断不正确的是
A.x﹤0.10
B.HA—的电离程度大于水解程度
C.实验②所得溶液:c(Na+)=c(A2—)+c(HA—)+c(H2A)
D.将实验①所得溶液加水稀释后,c(A2—)/c(HA—)变大
下列实验操作不能达到预期目的的是
选项 | 实验目的 | 操作 |
A | 证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键 | 滴入溴的四氯化碳溶液 |
B | 除去苯中混有的苯酚 | 向混合液中加入过量NaOH溶液,然后分液 |
C | 证明久置的Na2O2没有变质 | 滴加过量稀盐酸,产生无色无味气体 |
D | 比较盐酸与醋酸的酸性强弱 | 分别测定同温同浓度NaCl溶液与CH3COONa溶液的pH |