侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年发明的。此方法具有食盐利用率高、对环境的污染少、生产成本低等优点。其制备中涉及如下两个反应:NaC1+H2O+CO2+NH3===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(1)基态氯原子的电子排布式为______,C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为____。
(2)①H2O、CO2、NH3三种分子中属于V形分子的是_______。
②在常温常压下,1体积水可溶解700体积NH3、可溶解0.8体积CO2,试解释其原因:_________。
(3)Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体,其中一种可溶于水,则此种化合物是________(填“极性”或“非极性”)分子,由此推知[Cu(NH3)4]2+的空间构型是________。
(4)①要确定Na2CO3固体是晶体还是非晶体,最可靠的方法是_____。
②下列事实不能支持Na2CO3的晶体类型为离子晶体的是______(填字母)。
a.熔点为851℃ b.晶体中存在Na+、CO
c.可溶于水 d.晶体中存在离子键,共价键
(5)钠、氧两元素可形成两种常见化合物,其中一种的晶胞如下图所示,则该氧化物的化学式为________,若晶胞参数为d pm,晶胞的密度为,则阿伏加德罗常数NA=______(用含d、ρ的代数式表示)。
2019年8月13日中国科学家合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba2 [Sn(OH)6][B(OH)4] 2并获得了该化合物的LED器件,该研究结果有望为白光发射的设计和应用提供一个新的有效策略。
(1)基态Sn原子价层电子的空间运动状态有___种,基态氧原子的价层电子排布式不能表示为,因为这违背了____原理(规则)。
(2)[B(OH)4] -中氧原子的杂化轨道类型为____,[B(OH)4] -的空间构型为______。 [Sn(OH)6] 2-中,Sn与O之间的化学键不可能是___。
a 键 b σ键 c 配位键 d 极性键
(3)碳酸钡、碳酸镁分解得到的金属氧化物中,熔点较低的是_____(填化学式),其原因是___________。
(4)超高热导率半导体材料——砷化硼(BAs)的晶胞结构如下图所示,则1号砷原子的坐标为____。已知阿伏加德罗常数的值为NA,若晶胞中As原子到B原子最近距离为a pm,则该晶体的密度为__g·cm-3(列出含a、NA的计算式即可)。
以甲苯为原料合成某种食用香料(有机物G)和某种治疗肺结核药物的有效成分(有机物PASNa)的路线如下:
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)肉桂酸中所含官能团的名称是______________。
(2)①试剂a的结构简式是________________。
②写出由A生成B的化学方程式:____________________。
(3)已知试剂b为相对分子质量为60的醇,且无支链,写出G的结构简式:________________,由肉桂酸制取G的反应类型是________。
(4)①当试剂d过量时,可以选用的试剂d是_____(填字母)。
a.NaOH b.Na2CO3 c.NaHCO3
②参照题中信息,设计以为起始原料制备的合成路线。
____________________。
(5)在肉桂酸分子中碳碳双键催化加氢后得到化合物X(分子式为C9H10O2),X有多种同分异构体,符合下列条件的有________种。写出其中一种处于对位且核磁共振氢谱中比例为6:1:2:2:1的结构简式______________________________。
a.苯环上有两个取代基
b.能发生银镜反应
c.与Na作用有H2产生
有机物J是我国自主成功研发的一种新药。合成J的一种路线如图:
(1)由A生成B的反应所需的试剂及反应条件为_________________。D__________(填写“存在”或“不存在”)顺反异构现象。
(2)由B生成C的反应类型为____。由D生成E的反应类型为:_________。由H生成J的反应类型为:_________
(3)C与新制氢氧化铜反应的化学方程式为__________(该条件下苯环上的溴不参与反应)。
H自身生成聚酯的化学方程式为:__________________。
(4)写出同时满足下列条件的J的一种同分异构体的结构简式__________。
①分子中除苯环外不含其它环状结构;
②能发生银镜反应;
③分子中只含有有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以乙醇和乙酸为原料制备的合成路线图________________(无机试剂和乙醚任用,合成路线图示例见本题题干)。
“绿水青山就是金山银山”,研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
CO 还原NO 的脱硝反应:2CO(g)+2NO(g) ⇌2CO2(g)+N2(g) △H
(1)已知:CO(g)+NO2(g) ⇌CO2(g)+NO(g) △H1=-226 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g) ⇌2NO2(g) △H2=+68 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)⇌ 2NO(g) △H3=+183 kJ·mol-1
脱硝反应△H=__________,有利于提高NO 平衡转化率的条件是________________(写出两条)。
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) 2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-681.8kJ·mol-1,对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在T℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间/min 浓度/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①0~10min内,平均反应速率v(CO2)=___mol·L-1·min-1。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是________(填字母)。
A.加入一定量的粉状碳酸钙
B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的O2
D.加入合适的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气。
有人利用反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH= -34.0kJ·mol-1,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其原因为______________。
(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1,生成无毒的N2和CO2实验测得,v正=k正c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆c(N2) c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅降低温度,k正减小的倍数________(填“>”、“<”或“=”)k逆减小的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为20%,则=________(计算结果用分数表示)
Ⅰ:可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0﹣3分钟各物质的量的变化情况如图所示(A,B,C均为气体)
(1)该反应的化学方程式为______________;
(2)恒温恒容下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),达到平衡的标志有_______________。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.混合气体总质量不在随时间变化
C.容器内的压强不再随时间而变化
D. N2、H2、NH3的浓度之比为1:2:3
E.单位时间生成nmolN2,同时消耗3nmolH2
F.断开一个N≡N键的同时有6个N—H键生成
Ⅱ:以氨作为燃料的燃料电池,具有能量效率高的特点,另外氨气含氢量高,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体。燃料电池的结构如图所示:
①a极是电池的______________(填“正”或“负”)极,电极反应式为________________。
②当生成0.5molN2时,电路中通过的电子的物质的量为_____。
Ⅲ:甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法,且具有良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示:
(1)已知一定条件下
反应I: CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.7kJ/mol
反应III:CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+49.5kJ/mol
该条件下反应II的热化学方程式是____________________________。
(2)如图,酸性电解质溶液中,电解CO2可以制备乙醇,写出阴极的电极方程式:____________________________。