科学家最近研究出一种环保、安全的制取金刚石的方法,其原理可表示为: 4Na + 3CO22Na2CO3 + C ,下列有关说法正确的是
A.该反应为吸热反应 B.CO2中含α键又含π键
C.Na2CO3为离子晶体,只含离子键 D.每消耗2.24LCO2生成0.4克金刚石
[化学一选修5:有机化学基础](15分)环己基甲酸是一种无色或浅黄色油状液体,环己基甲酸及其衍生物是重要的有机化工原料和合成药物的中间体,在新材料和药物研发中具有广泛的价值。其合成方法如下:
其中链烃C的相对分子质量在50~70之间,碳氢原子个数比为2:3,核磁共振氢谱显示有两个峰且面积比为2:l。回答下列问题:
已知:
(1)C的结构简式为 ,其化学名称为 。
(2)A的结构简式为 。
(3)写出下列反应的反应类型:② ;⑤ 。
(4)写出D与新制Cu(OH)2反应的化学方程式 。
(5)若反应④、⑤的顺序交换是否可行 (填“是”或“否”),原因是 。
(6)符合下列条件的环己基甲酸的同分异构体有 种。
①含有六元碳环 ②能发生银镜反应 ③不考虑立体异构
[化学一选修3:物质结构与性质](15分)A、B、C、D、E五种元素是周期表中前四周期的元素。只有A、B、C为金属且同周期,原子序数A<B<C。A、C核外均没有未成对电子;B原子核外有二个未成对电子和三个空轨道。D原子最外层电子数是其周期序数的三倍。E能与D形成化合物ED2,可用于自来水的消毒。
(1)C的基态原子的价层电子排布式为 ;D和E的电负性大小关系为 (用元素符号表示)。
(2)化合物E2D分子的空间构型为 ,中心原子采用 杂化。E与D还可形成三角锥结构的阴离子,该离子的化学式为 ,任意写出一种它的等电子体的化学式为 。
(3)B与E能形成一种化合物BE4,其熔点:-25℃,沸点:l 36.4℃。则该化合物属于 晶体,晶体内含有的作用力类型有 。
(4)A、B、D三种元素形成的某晶体的晶胞结构如图,则晶体的化学式为 。若最近的B与D的原子距离为a cm,该物质的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数的数值为NA,则该晶体的密度为 g/cm3。
[化学一选修2:化学与技术](15分)随着能源问题的进一步突出,利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢,MnFe2O4的制备流程如下:
(1)原料Fe(NO3)n中n= ,投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为 。
(2)步骤二中“连续搅拌”的目的是 ;步骤三中洗涤干净的标准是 。
(3)利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为:
MnFe2O4MnFe2O4-x+
O2↑
MnFe2O4+xH2O=MnFe2O4+xH2↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问题:
①若MnFe2O4-x中x=0.8,则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分比为 。
②该热化学循环法制氢的优点有(答两点即可) 。
③该热化学循环法制氢尚有不足之处,进一步改进的研究方向是 。
(16分)为检验溶液中是否含有Cl-,某同学采用向溶液中先加HNO3,再加AgNO3,溶液的实验方案,若有白色沉淀生成,则证明有Cl-。对此结论,有人提出了质疑,设计了如下探究性实验。
实验一:向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液
编号 | Na2SO4溶液 | AgNO3溶液 | 现象 | ||
体积/mL | 浓度/(mol·L-1) | 体积/滴 | 浓度/(mol·L-1) | ||
① | 1 | l | 3 | 2 | 出现大量白色沉淀 |
② | 1 | 1 | 3 | 0.5 | 出现少量白色沉淀 |
③ | 1 | 1 | 3 | 0.1 | 有些许浑浊 |
④ | 1 | 1 | 3 | 0.0l | 无明显变化 |
(1)实验一中产生沉淀的离子方程式为 。
(2)学生设计了如下表格,对实验一内容进行理论计算,请帮他完成表格。(表中不要留空格)。
[25℃时Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]
编号 | AgNO3浓度/(mol·L-1) | 稀释后Ag+浓度/(mol·L-1) | 混合液中SO42-的最小理论检出浓度/(mol·L-1) |
① | 2 | 0.2 | 0.0003 |
② | 0.5 |
| 0.0048 |
③ | 0.1 | 0.0l | 0.12 |
④ |
| 0.001 |
|
若向l mL某溶液中加入3滴0.1 mol/L AgNO3溶液,分析上面数据,判断下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.混合液中c(SO42-)=0.1 mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
B.混合液中c(SO42-)=1 mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
C.无论SO42-浓度大小都会产生Ag2SO4沉淀
D.若使用0.01 mol/L AgNO3溶液,可基本排除SO42-对Cl-检验构成的干扰
(3)将实验一中编号③中的理论计算结果与现象对照,发现理论上大部分Ag+应该形成沉淀,这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相,在实验一的基础上继续设计了以下实验。
实验二:
编号 | AgNO3溶液 浓度/(mol·L-1) | 现象 | 向沉淀中滴加硝酸后的现象 |
① | 2 | 出现大量白色沉淀 | 滴加稀硝酸,沉淀大量溶解;改加浓硝酸,沉淀较快消失 |
② | 0.5 | 出现少量白色沉淀 | 滴加稀硝酸,沉淀基本消失 |
对于Ag2SO4溶于硝酸的原因提出了如下假设,请完成假设一。(已知:H2SO4===H++HSO4-、
HSO4-H++SO42-;假设二可能的原因是NO3-与Ag+形成配位化合物)
假设一: 。
假设二:NO3-对Ag2SO4溶解起作用。
(4)从下列限选试剂中选择适当试剂并设计实验方案,分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和结论 (限选试剂:Ag2SO4固体、浓HNO3、NaNO3饱和溶液、CaSO4固体)。
(5)通过(4)的实验,若证实假设一成立,请用平衡理论解释Ag2SO4溶解的原因 。
(14分)I.CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品。已知:
CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) △H1=a kJ/mol
CO(g)+H2O(g) =CO2(g)+H2(g) △H2=b kJ/mol
2CO(g)+O2(g) =2CO2(g) △H3=c kJ/mol
(1)求反应CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g) △H= kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)一定条件下,等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3),同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物,该反应的化学方程式为 。
(3)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下发生反应:CO2(g)+CH4(g) =CH3COOH(g),温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图,回答下列问题:
①250~300℃时,乙酸的生成速率降低的原因是 。
②300~400℃时,乙酸的生成速率升高的原因是 。
Ⅱ.钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na2SX)分别作为两个电极的反应物,多孔固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:
Na2SX 2Na+xS (3<x<5)
(4)根据上表数据,判断该电池工作的适宜温度应为 (填字母序号)。
A.100℃以下 B.100℃~300℃
C.300℃~350℃ D.350℃~2050℃
(5)关于钠硫电池,下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.放电时,电极A为负极
B.放电时,Na+的移动方向为从B到A
C.充电时,电极A应连接电源的正极
D.充电时电极B的电极反应式为SX2--2e-=xS
(6)25℃时,若用钠硫电池作为电源电解500mL 0.2mol/L NaCl溶液,当溶液的pH变为l3时,电路中通过的电子的物质的量为 mol,两极的反应物的质量差为 g。(假设电解前两极的反应物的质量相等)