A.美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破.石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性.制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等.石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如右:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是
BD
BD

A.石墨烯的结构与金刚石相似
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合.
①钴原子在基态时,核外电子排布式为:
[Ar]3d74s2
[Ar]3d74s2

②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是
乙醇分子间可形成氢键,而氯乙烷分子间无氢键
乙醇分子间可形成氢键,而氯乙烷分子间无氢键

③右图是金与铜形成的金属互化物合金,它的化学式可表示为:
Cu3Au或AuCu3
Cu3Au或AuCu3

④含碳源中属于非极性分子的是
a、b、c
a、b、c
(a.甲烷  b.乙炔  c.苯  d.乙醇)
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有:
sp3和sp2
sp3和sp2
;酞菁铜分子中心离子的配位数为:
2
2


B.硫酸钾是重要的化工产品,生产方法很多,如曼海姆法、石膏两步转化法等.

(1)本实验中,采用抽滤方法,图中A、B两仪器名称分别为:
布氏漏斗
布氏漏斗
安全瓶
安全瓶

(2)在一部转化反应器中发生的反应为:CaSO4?2H2O+2NH4HCO3=(NH42SO4+CaCO3+CO2↑+3H2O,该步反应温度必须低于35℃,其主要目的是
防止NH4HCO3分解
防止NH4HCO3分解
无此空
无此空

(3)在两步转化反应器中发生反应的化学方程式为
(NH42SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl
(NH42SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl
无此空
无此空

(4)两步转化反应器中用乙二醇代替水作溶剂,其目的是
降低K2SO4溶解度
降低K2SO4溶解度
有利于K2SO4析出,提高产率
有利于K2SO4析出,提高产率

(5)磷石膏主要成分为二水硫酸钙(CaSO4?2H2O),还含有未分解的磷矿,未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁铝氧化物等,欲检验母液中含Fe3+,可用亚铁氰化钾溶液检验,该检验反应的离子方程式为:
Fe3++K++[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6]↓
Fe3++K++[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6]↓

(6)该法优点除K2SO4产率高外,再列举一个优点
原料得到充分利用
原料得到充分利用
同时得到副产品化肥等
同时得到副产品化肥等
据报道:美国海军科学家拟提取海水中溶解的二氧化碳,利用类似FT合成的方法生产短链不饱和烃,以作为汽油的替代品.研究发现,如果使用铁作催化剂,二氧化碳与氢气反应产生30%的甲烷,其余的短链烃可以被用来提炼燃料.
(1)为延缓全球温室效应,二氧化碳捕获和封存技术(CCS)是当今化学的前沿技术,下列通过化学反应捕获二氧化碳的反应,其原子利用率达100%的是
abd
abd

(a)CO2+CaO
 600℃ 
.
 
CaCO3
(b)K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
(c)2Mg+CO2
  △  
.
 
2MgO+C
(d)
(2)用二氧化碳合成烃,需要提供辅助原料氢气,下列制取氢气的方法可行且二氧化碳零排放的是
ad
ad

(a)用太阳能光解海水制氢  (b)利用天然气与水高温催化制氢
(c)利用活泼金属与海水反应制氢 (d)利用核反应堆多余的电能电解海水制氢
(3)所谓FT合成,就是CO在金属催化剂上催化氢化反应,生成以直链烷烃和烯烃为主的混合物的过程.CO2与H2合成汽油(平均组成设为C8H18)反应的化学方程式为:
8CO2+20H2
催化剂
C8H18+16H2O
8CO2+20H2
催化剂
C8H18+16H2O

(4)某文献报道:在300℃、30MPa,以Fe、CoCl2作催化剂条件下,CO2和H2反应生成丁烷和戊烷.
①假定在一实验容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化剂,若CO2和H2转化率均为100%,产物只有丁烷和戊烷,n(H2)/n(CO2)=a,a取值范围为:
3.2<a<3.25
3.2<a<3.25

②据问题①,今有标准状况下的CO2448L,n(丁烷)/n(戊烷)=x,消耗H2的物质的量为y,则y=
260x+320
4x+5
260x+320
4x+5
 (用x表示).
钛是继铁、铝后的第三金属,常温下钛的化学活性很小,仅能与氟气、氢氟酸等几种物质起作用.但在较高温度下,钛可与多种单质和化合物发生反应.工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石(含TiO2大于96%)等为原料生产.
(1)由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下:

①沸腾氯化炉中反应:TiO2(s)+2Cl2 (g)=TiCl4(l)+O2(g),在常温下能否自发进行(已知该反应△H=184kJ/mol,△S=57.74J/K)
不能
不能
(选填:“能”或“不能”).
②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-804.2kJ/mol;2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-882.0kJ/mol;
Na(s)=Na(l)△H=2.6kJ/mol.
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H=
-970.2
-970.2
kJ/mol
③海绵钛破碎后用0.5%~1.5%的盐酸洗涤,再用蒸馏水洗涤至中性,用盐酸洗涤的目的
除去其中过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物
除去其中过量的钠并溶解氯化钠及钛的低价氯化物

(2)科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺.试回答下列有关问题.
①TiO2直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如右图所示,阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为:
TiO2+4e-=Ti+O2-
TiO2+4e-=Ti+O2-

②SOM技术是一种绿色环保先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开,阳极通入某种还原性气体,可防止CO、CO2污染物产生,通入的气体是
H2
H2

(3)海棉钛通常需要经过真空电弧炉里熔炼提纯,也可通过碘提纯法,原理为:,下列说法正确的是
d
d

(a) 该反应正反应为的△H>0
(b) 在不同温度区域,TiI4的量保持不变
(c) 在提纯过程中,I2的量不断减少
(d) 在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区.
 0  15868  15876  15882  15886  15892  15894  15898  15904  15906  15912  15918  15922  15924  15928  15934  15936  15942  15946  15948  15952  15954  15958  15960  15962  15963  15964  15966  15967  15968  15970  15972  15976  15978  15982  15984  15988  15994  15996  16002  16006  16008  16012  16018  16024  16026  16032  16036  16038  16044  16048  16054  16062  203614 

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