4.氢气是一种高能燃料,也广范应用在工业合成中.
(1)标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa,最稳定的单质生成1mol化合物的焓变.已知25℃和101kPa时下列反应:
①2C2H6(g)+7O2(g)═4CO2(g)+6H2O(l)△H=-3116kJ•mol-1
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H=-571.6kJ•mol-1
写出乙烷标准生成焓的热化学方程式:2C(石墨)+3H2(g)=C2H6(g)△H=-86.4kJ/mol.
(2)已知合成氨的反应为:N2+3H2?2NH3△H<0.某温度下,若将1molN2和2.8molH2分别投入到初始体积为2L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中,测得反应过程中三个容器(用a、b、c表示)内N2的转化率随时间的变化如图所示,请回答下列问题:
①图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是c(用a、b、c表示).
②曲线a条件下该反应的平衡常数K=800.
③b容器中M点,v(正)小于 v(逆)(填“大于”、“小于”.或“等于”).
(3)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池,用该电池电解含有NO2-的碱性工业废水,在阴极产生N2.阴极电极反应式为2NO2-+6e-+4H2O=N2↑+8OH-;标准状况下,当阴极收集到1l.2LN2时,理论上消耗NH3的体积为22.4L.
(4)氨水是制备铜氨溶液的常用试剂,通过以下反应及数据来探究配制铜氨溶液的最佳途径.
已知:Cu(OH)2(s)?Cu2++2OH-   Ksp=2.2×10-20
Cu2++4NH3•H2O?[Cu(NH34]2+(深蓝色)+4H2O   Kβ=7.24×1012
①请用数据说明利用该反应:Cu(OH)2(s)+4NH3•H2O?[Cu(NH34]2++4H2O+2OH-配制铜氨溶液是否可行:该反应的K=Ksp•Kβ=1.6×10-7<10-5,所以反应很难进行.
②已知反应Cu(OH)2(s)+2NH3•H2O+2NH4+?[Cu(NH34]2++4H2O   K=5.16×102.向盛有少量Cu(OH)2固体的试管中加入14mol/L的氨水,得到悬浊液;此时若加入适量的硫酸按固体,出现的现象为固体溶解,得到深蓝色溶液;解释出现该现象的原因是溶液中存在平衡Cu(OH)2(s)+2NH3•H2O+2NH4+?[Cu(NH34]2++4H2O,加入硫酸按固体增大了按根离子浓度,平衡正向移动.
3.氯化铁可用作金属蚀刻、有机合成的催化剂,研究其制备及性质是一个重要的课题.
(1)氯化铁晶体的制备如图1:

①实验过程中装置乙发生反应的离子方程式有Fe+2H+=Fe2++H2↑、C12+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,仪器丙的作用为吸收多余的氯气.
②为顺利达成实验目的,上述装置中弹簧夹打开和关闭的顺序为关闭弹簧夹1和3,打开弹簧夹2,待铁粉完全溶解后打开弹簧夹1和3,关闭弹簧夹2.
③反应结束后,将乙中溶液边加入浓盐酸,边进行加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得到产品.
(2)氯化铁的性质探究:
某兴趣小组将饱和FeC13溶液进行加热蒸发、蒸干灼烧,在试管底部得到固体.为进一步探究该固体的成分设计了如下实验.(查阅文献知:
①FeC13溶液浓度越大,水解程度越小
 ②氯化铁的熔点为306℃、沸点为315℃,易升华,气态FeCl3会分解成FeCl2和Cl2
③FeC12熔点670℃)
操作步骤实验现象解释原因
打开K,充入氮气D中有气泡产生①充入N2的原因排出装置内的空气
关闭K,加热至600℃,充分灼烧固体B中出现棕黄色固体②产生现象的原因FeC13易升华
实验结束,振荡C静置③溶液分层,上层接近无色,下层橙红色④2FeC13$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl2+Cl2,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-(用相关的方程式说明)
⑤结合以上实验和文献资料,该固体可以确定的成分有FeC13、Fe2O3
20.CaS可用于制备发光漆、用作脱毛剂、杀虫剂、硫脲等,还用于医药工业、重金属处理及环保中.某化学探究小组在实验室中利用反应:CaSO4+C$\stackrel{高温}{→}$CaS+CaO+SO2↑+CO↑+CO2↑制备硫化钙并检验产物,可选用的装置如下.回答下列问题:

已知:①C及E~H中的试剂均为足量.
②酸性KMnO4溶液作氧化剂时,锰元素被还原成Mn2+
③CaS与H2O反应生成Ca(OH)2和H2S.
(1)实验1:若只检验生成物中是否含有CO,可采用的装置组合为AFECG(AFGECG或AFEC或AC)(按气流方向,填字母组合),生成物中存在CO的现象是装置C中黑色固体变为红色,装置G中澄清石灰水变浑浊.
(2)实验2:若只检验生成物中是否含有CO2,可釆用的最简单的装置组合为AHG(按气流方向,填字母组合),除去SO2的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+
(3)实验3:若同时检验CO2和SO2,采用的装置组合为ADHG或AHG(按气流方向,填字母组合).
(4)若制备反应的条件完全相同,将产生的气体全部通入上述实验装置中,得到的有关数据如表:
实验前实验后
实验1装置C硬质玻璃管连同CuO质量为26.80g装置C硬质玻璃管连同反应后固体质量为26.64g
实验2装置G连同溶液质量为187.50g装置G连同反应后溶液及沉淀的质量为188.38g
实验3装置D、H连同溶液质量和为373.60g装置D、H连同溶液质量和为374.24g
写出CaSO4和焦炭在高温条件下反应生成CaS的化学方程式:2CaSO4+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaS+CaO+SO2↑+2CO2↑+CO↑.
(5)为了证明硫化钙的化学式设计如下实验:将一定质量(m1)的样品溶于足量的饱和Na2CO3溶液中,通过过滤、洗涤、干燥操作,称得固体质量为m2,则表示硫化钙组成的计算式为n(Ca):n(S)=$\frac{{m}_{2}}{100}:\frac{5{m}_{1}-2{m}_{2}}{160}$(用含m1、m2的代数式表示).
18.2016年度国家科学技术奖授予我国诺贝尔奖获得者屠呦呦,以表彰她在抗疟疾青蒿素方面的研究.
【查阅资料】青蒿素为无色针状晶体,熔点156~157℃,易溶于丙酮、氯仿和苯,在水几乎不溶.
I.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如图:

(1)在操作I前要对青蒿进行粉碎,其目的是增大青蒿与乙醚的接触面积,提高浸出效率.
(2)操作II的名称是蒸馏.
(3)操作III进行的是重结晶,其操作步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
II.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,为确定的化学式,有进行了如下实验:

实验步骤:
①连接装置,检查装置的气密性.
②称量E、F中仪器及药品的质量
③取14.10g青蒿素放入硬质试管C中,点燃C、D处酒精灯加热,充分燃烧
④实验结束后冷却至室温,称量反应后E、F中仪器及药品的质量
(4)装置E、F应分别装入的药品为无水氯化钙(五氧化二磷、硅胶)、碱石灰.
(5)实验测得:
装置实验前实验后
E24.00g33.90g
F100.00g133.00g
通过质谱法测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为C15H22O5
(6)若使用上述方法会产生较大实验误差,你的改进方法是在左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置,同时在右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置.
 0  161752  161760  161766  161770  161776  161778  161782  161788  161790  161796  161802  161806  161808  161812  161818  161820  161826  161830  161832  161836  161838  161842  161844  161846  161847  161848  161850  161851  161852  161854  161856  161860  161862  161866  161868  161872  161878  161880  161886  161890  161892  161896  161902  161908  161910  161916  161920  161922  161928  161932  161938  161946  203614 

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