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现代高科技领域使用的新型陶瓷材料氮化硼(BN),用天然硼砂(Na2B4O7∙10...

现代高科技领域使用的新型陶瓷材料氮化硼(BN),用天然硼砂(Na2B4O7∙10H2O)经过下列过程可以制得。

天然硼砂硼酸(H3BO3B2O3BN

1)天然硼砂所含的元素中属于同一周期且原子半径是(用元素符号填写)___>___,由天然硼砂中的三种元素形成的某种离子化合物的电子式为______

2)与硼元素性质最相似的元素的原子的最外层电子排布为_______,该原子核外充有电子的轨道共有____个。

3)试写出天然硼砂与硫酸反应的化学方程式_______,制得的氮化硼有不同的结构,其中超硬、耐磨、耐高温的一种属于____晶体。制取氮化硼的反应必须在密闭的耐高温容器中进行:B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+QQ<0

4)若反应在5L的密闭容器中进行,经2分钟反应炉内固体的质量减少60.0g,则用氨气来表示该反应在2分钟内的平均速率为_____,达到平衡后,增大反应容器体积,在平衡移动过程中,逆反应速率的变化状况为______

5)为提高生产效率,使反应速率加快的同时,化学平衡向多出产品的方向移动,可以采取的措施有_________,生产中对尾气的处理方法正确的是(填序号)_____

A.直接排出参与大气循环      B.冷却分离所得气体可以循环使用

C.全部用来进行循环使用      D.冷却分离所得液体可作化工原料

 

B O 3s23p2 8 Na2B4O7∙10H2O+H2SO4→Na2SO4+4H3BO3+5H2O 原子 0.6mol/(L·min) 先减小后增大 升高温度、通入氨气 BD 【解析】 (1)Na、B、O、H四种元素中属于同一周期的是B、O,原子半径:B>O;Na、O、H三种元素可形成离子化合物NaOH; (2)与硼元素性质最相似的元素为硅; (3)Na2B4O7∙10H2O与硫酸反应得到硼酸,根据原子守恒,写出化学方程式;根据晶体具有超硬、耐磨、耐高温的性质,氮化硼属于原子晶体; (4)根据=计算反应速率;根据浓度对化学反应速率的影响分析逆反应速率的变化; (5)根据B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+Q(Q<0),正反应为吸热反应,升高温度、通入氨气平衡向正反应方向移动;根据尾气中含有NH3和水蒸气,分析尾气处理方法。 (1)天然硼砂(Na2B4O7∙10H2O)含有Na、B、O、H四种元素,其中Na位于第三周期,B、O位于第二周期,H位于第一周期,属于同一周期的是B、O,原子半径:B>O,Na、O、H三种元素可形成离子化合物NaOH,其电子式为,故答案为B;O;; (2)硼元素位于元素周期表第二周期第ⅢA族,根据对角线规则,与硼元素性质最相似的元素为第三周期第ⅣA族的硅元素,Si原子的最外层电子排布为3s23p2,该原子核外电子排布式为1s22s2p63s23p2,因此该原子核外充有电子的轨道共有共有8个。故答案为3s23p2;8; (3)Na2B4O7∙10H2O与硫酸反应得到硼酸,根据原子守恒,化学方程式为Na2B4O7∙10H2O+H2SO4→Na2SO4+4H3BO3+5H2O;原子晶体具有超硬、耐磨、耐高温的性质,故氮化硼属于原子晶体。故答案为Na2B4O7∙10H2O+H2SO4→Na2SO4+4H3BO3+5H2O;原子; (4)根据质量守恒定律,固体质量减少等于气体质量的增加,设反应的NH3的质量为x, B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g), 质量差 2×17 3×18 20 x 60.0g =,x=102g, 则用氨气来表示该反应在2分钟内的平均速率为=0.6mol/(L·min);达到平衡后,增大反应容器体积,H2O(g)的浓度减小,逆反应速率减小,由于减小压强平衡正向移动,随着反应进行,H2O(g)的浓度又逐渐增大,所以逆反应速率先减小后增大;故答案为0.6mol/(L·min);先减小后增大; (5)根据B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+Q(Q<0),正反应为吸热反应,升高温度、通入氨气使反应速率加快的同时,化学平衡向多出产品的方向移动;由反应过程可知,尾气中含有未反应的NH3和生成的水蒸气,则 A.NH3直接排出参与大气循环会污染空气,故A错误; B.冷却分离所得NH3可以循环使用,有利于原料充分利用和环境保护,故B正确; C.由反应B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)可知,生成的水蒸气不用来进行循环使用,故C错误; D.尾气中含有NH3和水蒸气,冷却分离后得到氨水,可作化工原料,故D正确。 综合上述分析,BD正确。故答案为升高温度、通入氨气;BD。  
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考点分析:
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工业上,在催化剂条件下,用NH3作为还原剂将烟气中的NOx还原成无害的氢气和水,反应方程式可表示为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)

(1)一定条件下,在容积为2L的容器内进行该反应,20min时达到平衡,生成N2 0.4mol,则平均反应速率v(NO)=___________________。可从混合气体的颜色变化判断上述反应是否达到平衡,其理由是_______________________________________________

(2)工业上也用氨水吸收SO2尾气,最终得到(NH4)2SO4(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)c(SO42-)之比____2:1(选填“>”“<”“=”),用离子方程式解释其原因______________________

(3)Cl2相比较,ClO2处理水时被还原成Cl-,不生成有机氯代物等有害物质。工业上可用亚铝酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2,反应如下:NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+_____(没有配平)

(4)补全方程式并配平,标出电子转移方向和数目_________________________

(5)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是___________。若生成0.2molClO2,转移电子数为_____个。

 

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1,2-二氯丙烷(CH2C1CHClCH3)是一种重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法制备,主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1),反应原理为:

I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g)   △H1=—134kJ·mol-1

II.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)△H2=—102kJ·mol-1

请回答下列问题:

(1)已知CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2C1CHC1CH3(g)的活化能Ea(正)为132kJ·mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为______kJ·mol-1

(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和C12(g)。在催化剂作用下发生反应I、Ⅱ,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。

时间/min

0

60

120

180

240

300

360

压强/kPa

80

74.2

69.4

65.2

61.6

57.6

57.6

 

 

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前120min内平均反应速率v(CH2C1CHC1CH3)=______kPa·min-1。(保留小数点后2位)。

②该温度下,若平衡时HC1的体积分数为,则丙烯的平衡总转化率_______;反应I的平衡常数Kp=_____kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。

(3)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2C1CHC1CH3的产率与温度的关系如下图所示。

①下列说法错误的是___________(填代号)。

a.使用催化剂A的最佳温度约为250℃

b.相同条件下,改变压强不影响CH2C1CHC1CH3的产率

c.两种催化剂均能降低反应的活化能,但△H不变

d.提高CH2C1CHC1CH3反应选择性的关键因素是控制温度

②在催化剂A作用下,温度低于200℃时,CH2C1CHC1CH3的产率随温度升高变化不大,主要原因是_______________________________________________________________

③p点是否为对应温度下CH2C1CHC1CH3的平衡产率,判断理由是_____________

 

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往密闭容器中充入一定量的N2H25min时测得NH3的物质的量浓度为0.08mol/L,反应开始的5 min内,生成NH3的平均反应速率为

A. 0.16 mol/(L•min) B. 0.016 mol/(L•min)

C. 0.32 mol/(L•min) D. 0.032 mol/(L•min)

 

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在l0℃时,10 mL 0.4 mol• L-1H2O2溶液发生催化分【解析】
2H
2O22H2O+O2↑,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表:

t/min

0

2

4

6

V(O2)/mL

0.0

9.9

17.2

22.4

 

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)

A.0~2 min的平均反应速率比4~6 min快

B.0~6 min 的平均反应速率v(H2O2)=3.3×10-2 moL-1 •L-1 • min-1

C.反应至 6 min 时,c(H2O2)=0.3 mol·L-1

D.反应至6 min时,H2O2分解了50%

 

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可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D (g)在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最快的是

A.v(A)=0.25mol(L•s)1 B.v(B)=0.6mol(L•s)1

C.v(C)=0.3mol(L•s)1 D.v(D)=0.4mol(L•s)1

 

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