化学家认为石油、煤作为能源使用时,燃烧了“未来的原始材料”。下列对上述观点理解正确的是 A.大力提倡使用廉价化石燃料作为能源 B.化石燃料属于可再生能源,不影响可持续发展 C.应更多地利用石油和煤生产基本化工原料 D.研发新型催化剂,提高石油和煤中各组分的燃烧热
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(12分)A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期主族元素。A、F原子的最外层电子数均等于其周期序数,F原子的电子层数是A的3倍;B原子核外电子分处3个不同能级且每个能级上的电子数相同;A与C形成的分子为三角锥形;D原子p轨道上成对电子数等于未成对电子数;E原子核外每个原子轨道上的电子都已成对,E电负性小于F。 (1)写出B的基态原子的核外电子排布式: 。 (2)A、C形成的分子极易溶于水,其主要原因是 。与该分子互为等电子体的阳离子为 。 (3)比较E、F的第一电离能:E F。(选填“>”或“<”) (4)BD2在高温高压下所形成的晶胞如图所示。该晶体的类型属于 (选填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体,该晶体中B原子的杂化形式为 。 (5)光谱证实单质F与强碱性溶液反应有[F(OH)4]-生成,则[F(OH)4]-中存在 。(填序号) a.共价键 b.非极性键 c.配位键 d.σ键 e.π键
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(12分)高氯酸钾广泛用于火箭及热电池业。实验室制取高氯酸钾的步骤为:称取一定质量的KCl、NaClO4溶解,然后混合,经冷却、过滤、滤出晶体用蒸馏水多次洗涤及真空干燥得到。 有关物质溶解度与温度的关系如下表: (1)写出实验室制取高氯酸钾的化学方程式: ;用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是: 。 (2)Fe和KClO4反应放出的热量能为熔融盐电池提供550-660℃的温度,使低熔点盐熔化导电,从而激活电池,这类电池称为热电池。Li/FeS2热电池工作时,Li转变为硫化锂,FeS2转变为铁,该电池工作时,电池总反应为: 。 (3)Fe和KClO4作为热电池加热材料的供热原理为:KClO4 (s)+4Fe(s)= KCl (s)+ 4FeO(s),△H< 0。 ①600℃时FeO可部分分解生成Fe3O4,写成有关的化学方程式: 。 ②称取一定质量上述加热材料反应后的混合物(假定只含氯化钾一种钾盐)于烧杯中,用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥,固体质量减少了0.43g,在固体中继续加入过量的稀硫酸,微热让其充分反应,固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液,经过滤、洗净、干燥,再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体。求该加热材料反应前,铁和高氯酸钾的质量。(写出计算过程,结果保留2位有效数字) 。
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(14分)甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下 (1)写出催化反应室1中在一定条件下进行的化学方程式: 。 (2)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示, 则:①P1 P2。(填“<”、“>”或“=”) ②在其它条件不变的情况下,反应室3再增加a mol CO与2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率 。(填“增大”、“减小”或“不变”) ③在P1压强下,100℃时,反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的平衡常数为 。(用含a、V的代数式表示)。 (3)下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为 。 (4)水煤气合成二甲醚的三步反应如下: ① 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ·mol1 ② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5kJ·mol1 ③ CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol1 则反应:3H2(g) +3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= 。
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(16分)某芳香烃X(相对分子质量为92)是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为(C7H5NO)。 已知:(苯胺,易被氧化) (1)X的结构简式是 ,反应⑤的类型是 。 (2)反应②③两步能否互换 ,(填“能”或“不能”) 理由是 。 (3)反应④的化学方程式是 。 (4)有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物有 种。 (5)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成最合理的方案。 例: 。
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(11分)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下: (1)“焙烧1”通入空气的目的是 。 (2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式 。 (3)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室中检测溶液pH的简单方法是 。 (4)写出“焙烧2”发生反应的化学方程式: 。 (5)Pd中加入王水的反应可以表示为:Pd+HCl+HNO3 → A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为: 。
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(15分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线: (1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为 。 (2)第②步加H2O2的作用是 。 (3)该探究小组提出两种方案测定CuSO4·5H2O晶体的纯度。 方案一:取ag试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(原理为:I2+2S2O32-===2I-+S4O),到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。 ①滴定过程中可选用 作指示剂,滴定终点的现象是 。 ②CuSO4溶液与KI反应的离子方程式为 。 方案二:取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol·L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+。 ③写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω= 。 ④下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是 。(填序号) a.未干燥锥形瓶 b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 c.未除净可与EDTA反应的干扰离子
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向甲、乙两个容积均为1L的恒容容器中,分别充入2molA、2molB和1molA、1molB。相同温度下,发生反应:A(g)+B(g)xC(g) △H<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示 下列说法正确的是 A.x不可能等于2 B.甲、乙两容器中反应达平衡时,平衡常数K(甲) <K(乙) C.将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同 D.若向甲容器中再充入2molA、2molB,则平衡时甲容器中0.78 mol/L<c(A)<1.56 mol/L
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全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池,工作原理如图所示,a、b均为惰性电极,放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色。下列叙述正确的是 A.充电时右槽溶液颜色由紫色变为绿色 B.放电时,b极发生还原反应 C.充电过程中,a极的反应式为:VO2++2H++e—= VO2+ +H2O D.电池的总反应可表示为:VO2++V2++2H+ VO2++V3++H2O
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下列溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是 A.物质的量浓度相等的①NH4HSO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液中,pH值的大小关系:②>①>③ B.常温下,将CH3COONa溶液和稀盐酸混合至溶液pH=7:c(Na+)>(CH3COO-)>c(Cl-)=c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-) C.常温下,pH=6的NaHSO3溶液中:c(SO32-)-c(H2SO3)=9.9×10-7 mol·L-1 D.物质的量浓度之比为1:2的NaClO、NaHCO3混合溶液中:c(HClO)+c(ClO-)=2c(HCO3-)+2c(H2CO3)+2c(CO32-)
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