题目内容
【题目】1828年,德国化学家弗里德里希·维勒首次使用(NH4)2SO4与氰酸钾KCNO人工合成了尿素CO(NH2)2,打破了有机化合物的"生命力"学说。
(1) (NH4)2SO4与KCNO合成尿素反应的化学方程式为____________。
(2)某小组同学在实验室条件下,拟用CO2和NH3,在催化剂的作用下合成尿素。
①用CO2和NH3合成尿素 CO(NH2)2反应的化学方程式为____________。
②实验所需的CO2可用多种装置来制备,要想达到“随开随用、随关随停”的目的,下列装置A、B、C、D、E中符和要求的有____________(填字母)。
③若用F装置收集氨气,则气体应由导管口____________(填“a”或“b”)进入。
(3)尿素样品中氮含量可以用甲醛法标定,其原理如下:首先用浓硫酸分解试样,使试液中的胺生成硫酸铵并放出二氧化碳;将过量的硫酸中和后得到中性铵盐,再用甲醛(HCHO)与硫酸铵作用生成六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+和硫酸;最后用标准氢氧化钠溶液滴定。
①甲醛与硫酸铵反应的离子方程式为____________;
②滴定选用的指示剂为____________。滴定终点的现象为____________。
③若称取样品m g,溶解后配成250mL溶液。取25.00mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10mL w%的甲醛溶液,充分反应后,加入1~2滴指示剂,用浓度为a mol/L的NaOH标准溶液滴定至终点(已知滴定时,1 mol六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力与1mol H+相当)。重复2次,消耗NaOH标准溶液的体积平均值为b mL。则该样品中氮的质量分数为____________。
【答案】 (NH4)2SO4+2KCNO=2CO(NH2)2+K2SO4 CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O BCD b 4NH4++6HCHO =(CH2)6N4H++3H++ 6H2O 酚酞 加入最后一滴标准液时锥形瓶内溶液颜色变浅红色且半分钟内不褪色
【解析】(1) (NH4)2SO4与KCNO合成尿素的化学方程式为(NH4)2SO4+2KCNO=2CO(NH2)2+K2SO4
(2) ①用CO2和NH3合成尿素的化学方程式为CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O;②制备CO2所需装置有多种,要想达到“随开随用、随关随停”的目的可选用BCD。A装置当关闭弹簧夹后,气体不能把液体排出,反应不能停止,且随着气压增大,有爆炸事故发生的可能,B装置当关闭弹簧夹后,气体将液体压入长颈漏斗内,使固体与液体分离而停止反应,C装置关闭活塞后,气体将液体压入烧杯内,使固体与液体分离而停止反应,D装置当关闭活塞后,气体将液体从U型管右边压到左边,使固体与液体分离而停止反应,E装置当关闭分液漏斗活塞后,反应不能立即停止,不能满足题目要求,所以满足要求的装置有BCD三个;③由于氨气的密度小于空气,且极易溶于水,所以只能用向下排气法收集,结合装置F的结构,氨气应从b口进入。
(3)①根据题目叙述可知,甲醛与硫酸铵反应生成六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+和硫酸,所以反应的离子方程式为4NH4++6HCHO =(CH2)6N4H++3H++ 6H2O;②最后用标准氢氧化钠溶液滴定反应生成的酸性物质,所以应用酚酞作指示剂,滴定终点的现象为加入最后一滴标准液时锥形瓶内溶液颜色由无色变为粉红色且半分钟内不褪色;③1 mol六次甲基四铵盐离子(CH2)6N4H+消耗OH﹣的能力与1mol H+相当,所以有下列关系4NH4+~ [(CH2)6N4H+ +3H+] ~ 4OH—,即NH4+~ OH—,已知n(OH—)= a mol/L×b×10-3L×= n(NH4+)= n(N)= ab×10-2mol,则该样品中氮的质量分数为=
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【题目】元素是构成我们生活的世界中一切物质的“原材料”。
(1)自18世纪以来,科学家们不断探索元素之谜。通过从局部到系统的研究过程,逐渐发现了元素之间的内在联系。下面列出了几位杰出科学家的研究工作。
序号 | ① | ② | ③ | ④ |
科学 | 纽兰兹 | 道尔顿 | 德贝莱纳 | 尚古尔多 |
工作 | 发现“八音律”,指出从某一指定的元素起,第八个元素是第一个元素的某种重复 | 创立近代原子论,率先开始相对原子质量的测定工作 | 发现了5组性质相似的“三元素组”,中间元素的相对原子质量为前后两种元素相对原子质量的算术平均值 | 认为各元素组之间并非毫不相关,可以用相对原子质量把它们按从小到大的顺序串联 |
上述科学家的研究按照时间先后排序合理的是_________(填数字序号)。
(2)1869年,门捷列夫在前人研究的基础上制出了第一张元素周期表,如图所示。
①门捷列夫将已有元素按照相对原子质量排序,同一___________(填“横行”或“纵列”)元素性质相似。结合表中信息,猜想第4列方框中“?=70”的问号表达的含义是_______________,第5列方框中“Te=128?”的问号表达的含义是_______________。
②到20世纪初,门捷列夫周期表中为未知元素留下的空位逐渐被填满。而且,随着原子结构的逐渐揭秘,科学家们发现了元素性质不是随着相对原子质量递增呈现周期性变化,而是随着原子序数(核电荷数)递增呈现周期性变化。其本质原因是_______________(填字母序号)。
A. 随着核电荷数递增,原子核外电子排布呈现周期性变化
B. 随着核电荷数递增,原子半径呈现周期性变化
C. 随着核电荷数递增,元素主要化合价呈现周期性变化
(3)短周期元素A、B、D、E、G、J在周期表中的位置如下:
根据上表回答问题:
①D在周期表中的位置是_______________。
②A、B、E、G的原子半径由大到小的顺序是_______________(填元素符号)。
③B、D的气态氢化物的稳定性大小关系为_______________(填化学式)。
④E、G、J的最高价氧化物对应水化物两两之间反应的离子方程式分别为i. H++OH-=H2O、ii. _______________、iii_______________。
⑤用电子式表示E的最高价氧化物的形成过程_______________。
【题目】碳、氮和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。
I.碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。
在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比n(H2)/n(CO2)充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:
2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) △H,CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示(①、②、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。
请回答下列问题:
(1)反应的△H_____0,氢碳比①________②,Q点v(正)_____v(逆)(填“大于”或“小于”)
(2)若起始时,CO2的浓度为0.5mol/L,氢气的浓度为1.0mol/L;则P点对应温度的平衡常数的值为_____________________。
II.氯的化合物合成、转化一直是科学研究的热点。
①一定条件下,氯气与氨气反应可以制备氯胺[NH2Cl(g)],已知部分化学键的键能:
则上述反应的热化学方程式为_______________________________________________________。
化学键 | N—H | Cl—Cl | N—Cl | H—Cl |
键能/kJ·mol-1 | 391.3 | 243.0 | 191.2 | 431.8 |
②氯胺是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,可以杀死H7N9禽流感病毒,其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质,该反应的化学方程式为
_________________________________________________________。
III.用氨水除去SO2
(1)已知25℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8.若氨水的浓度为2.0mol/L,则溶液中的c(OH-)=_________mol/L.将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7mol/L时,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=_____________.
(2)利用氨气与空气催化氧化法制取联氨N2H4.如图是由“联氨-空气”形成的绿色燃料电池,以石墨为电极的电池工作原理示意图,b电极为____________极(填“正”或“负”),写出该电池工作时a电极的电极反应式___________________________________________.