某含C、H、O三种元素的有机物4.6 g完全燃烧,若将生成的气体全部通过浓硫酸,则浓硫酸质量增加5.4 g;若将生成的气体全部通过足量的过氧化钠,过氧化钠的质量增加6.2 g(假定气体全部吸收)。(1)试通过计算推断该有机物的分子式。(2)该有机物有多种同分异构体,其中一种能和Na反应生成H2,请试写出该有机物的结构简式:________________________。
“霾”是当今世界环境热点话题。目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气。NO和CO气体均为汽车尾气的成分,这两种气体在催化转换器中发生如下反应: 2NO(g)+ 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H=﹣a kJ•mol-1(a>0) (1)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示: ①0~15min N2的平均速率v(N2)=;NO的转化率为。 ②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是(选填序号)。 a.缩小容器体积 b.增加CO的量 c.降低温度 d.扩大容器体积 ③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将移动(选填“向左”、“向右”或“不”),重新达到平衡后,该反应的化学平衡常数为。 (2)已知:2NO(g)+ O2(g)=2NO2(g) △H=﹣b kJ•mol-1(b>0) CO的燃烧热△H=﹣c kJ•mol-1 (c>0) 则在消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO发生反应 的热化学反应方程式为:。 (3)工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4,然后采用电解法制备N2O5,装置如图所示。Pt乙为极,电解池中生成N2O5的电极反应式是。
(14分)综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。 (1)Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是:在500℃,低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出高浓度CO2,Li4SiO4再生。700℃时反应的化学方程式为____________。 (2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如图。 ①b为电源的________(填“正极”或“负极”)。 ②写出电极c发生的电极反应式:________、________________。 (3)电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。对此反应进行如下研究:某温度下在一恒压容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2,达到平衡时容器体积为2 L,且含有0.4 mol CH3OH(g),则该反应平衡常数值为_______,此时向容器中再通入0.35 mol CO气体,则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。 (4)已知: 若甲醇的燃烧热为ΔH3,试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)的ΔH,则ΔH=_____。 (5)利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe0.9O]可将廉价CO2热解为碳和氧气,实现CO2再资源化,转化过程如图所示,若用1 mol缺铁氧化物[Fe0.9O]与足量CO2完全反应可生成________mol C(碳)。
(12分)聚合氯化铁铝(简称PAFC),其化学通式为[FexAly(OH)aClb·zH2O]m。某同学为测定其组成,进行如下实验: ①准确称取4.505 0 g样品,溶于水,加入足量的稀氨水,过滤,将滤渣灼烧至质量不再变化,得到2.330 0 g固体。 ②另准确称取等质量样品溶于水,在溶液中加入适量Zn粉和稀硫酸,将Fe3+完全还原为Fe2+。用0.100 0 mol·L-1标准KMnO4溶液滴定Fe2+,消耗标准溶液的体积为20.00 mL。 ③另准确称取等质量样品,用硝酸溶解后,加入足量AgNO3溶液,得到4.305 0 g白色沉淀。 (1)若滴定管在使用前未用KMnO4标准溶液润洗,测得的Al3+含量将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (2)实验室检验Fe3+常用的方法是__________________。 (3)通过计算确定PAFC的化学式(写出计算过程;m为聚合度,不必求出)。
硝酸铝[Al(NO3)3]是一种常用媒染剂。工业上用铝灰(主要含Al、Al2O3、Fe2O3等)制取硝酸铝晶体[Al(NO3)3·9H2O]的流程如下: (1)写出反应Ⅰ的离子方程式:(任写一个)。 (2)若在实验室中完成反应Ⅱ,为避免铝的损失,需要解决的问题是,可采取的措施为。 (3)上述流程中采用减压蒸发,并控制反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量,其目的是。 (4)温度高于200℃时,硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4:1),该反应的化学方程式是。 (5)若用下图所示实验装置制取Al(NO3)3,通入水蒸气的作用是。
氮的重要化合物如氨(NH3)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等,在生产、生活中具有重要作用。 (1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下: H2O(l)=H2O(g) △H1=44.0 kJ·mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=229.3 kJ·mol-1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-906.5 kJ·mol-1 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H4 则△H4=kJ·mol-1。 (2)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。 ①写出该反应的离子方程式:。 ②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为:;为抑制肼的分解,可采取的合理措施有(任写一种)。 (3)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如上图2所示。 ①氮化硅的化学式为。 ②a电极为电解池的(填“阴”或“阳”)极,写出该电极的电极反应式:;电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是。