【題目】X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,其中X元素原子的核外電子總數(shù)等于其電子層數(shù), X與Y、W可分別形成YX3和XW型共價化合物,YX3極易溶于水, Z元素是地殼中含量最高的金屬元素,W 的原子半徑是第三周期中最小的。
(1)寫出YX4+的電子式_______。
(2)寫出Z與W所形成的鹽與 YX3的水溶液反應(yīng)的離子方程式________________。
(3)室溫下,pH=3的XW溶液與pH=5的YX4W溶液中由水電離出的c(H+)的比為___。
(4)已知X單質(zhì)和Y單質(zhì)反應(yīng)生成YX3的反應(yīng)是可逆反應(yīng),ΔH<0, 將X、Y的兩種單質(zhì)以等物質(zhì)的量充入一密閉容器中,在適當(dāng)催化劑和恒溫、恒壓條件下反應(yīng)。下列說法正確的是_____________________。
a.達到化學(xué)平衡時,任何一種物質(zhì)表示的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等
b.反應(yīng)過程中,Y單質(zhì)的體積分數(shù)始終為50%
c.達到化學(xué)平衡時,X、Y兩種單質(zhì)在混合氣體中的物質(zhì)的量之比為1∶1
d.達到化學(xué)平衡的過程中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小
(5)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料,以Y2、X2為電極反應(yīng)物,以XW-YX4W 為電解質(zhì)溶液制備新型燃料電池。請寫出該電池的正極反應(yīng)式_____________。
(6)汽車尾氣中含有CO、NO、NO2等有毒氣體,對汽車加裝尾氣凈化裝置,用含鉑等過渡元素的催化劑催化,可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無毒氣體。
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+68 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2 (g) ΔH3=-393.5 kJ·mol-1
CO與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________,反應(yīng)一定條件下可逆,溫度不同(T2>T1二者均大于常溫)、其他條件相同,下列圖像正確的是______。
【答案】 略 Al3+ +3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4 + 1:106 ab N2+6e-+8H+=2NH4+ 4CO(g)+ 2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1 乙
【解析】本題考查元素周期表和元素周期律的應(yīng)用,以及化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用,X元素原子的核外電子總數(shù)等于其電子層數(shù),即X為H,X與Y、W可分別形成YX3和XW型共價化合物,YX3極易溶于水,推出YX3為NH3,即Y為N,W位于VIIA,Z元素是地殼中含量最高的金屬元素,即Z為Al,W為Cl,(1)YX4+為NH4+,其電子式為:;(2)Z與W形成的鹽為AlCl3,YX3為NH3,因此反應(yīng)的離子方程式為: Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;(3)pH=3的鹽酸溶液中:水電離出的c(H+)等于水電離出的c(OH-),水電離出的c(H+)=c(OH-)=Kw/c(H+)=10-14/10-3mol·L-1=10-11mol·L-1,pH=5的NH4Cl溶液中,H+完全是由水電離產(chǎn)生,因此水電離出c(H+)=10-5mol·L-1,因此兩者的比值為10-11:10-5=1:106;(4)發(fā)生的反應(yīng)是N2+3H2 2NH3,a、根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義,一定條件下,當(dāng)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故a正確;
b、N2+3H2 2NH3
起始: 1 1 0
變化: x 3x 2x
任意時刻:1-x 1-3x 2x
N2的體積分數(shù)等于其物質(zhì)的量分數(shù),即為,故b正確;c、根據(jù)b選項分析,達到平衡時,兩者氣體物質(zhì)的量比值為(1-3x):(1-x),故c錯誤;d、根據(jù)M=m/n,組分都是氣體,因此氣體質(zhì)量不變,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,氣體物質(zhì)的量減小,即M增大,故d錯誤;(5)以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液,根據(jù)原電池的工作原理,電池正極上得到電子,化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),因此N2在正極上反應(yīng),即電極反應(yīng)式為:N2+6e-+8H+=2NH4+;(6)根據(jù)蓋斯定律,①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ,②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ,③C(s)+O2(g)=CO2 (g),CO和NO2發(fā)生的反應(yīng)是4CO+2NO2=N2+4CO2,③×4-②×2-①得出△H=(-393.5×4+221×2-68)kJ·mol-1=-1200kJ·mol-1,熱化學(xué)反應(yīng)方程式為: 4CO(g)+ 2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1;甲圖像:因為T2>T1,升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,故甲圖錯誤;乙圖像:溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,首先達到平衡,此反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率降低,故乙圖像正確;丙圖像:加壓,平衡向體積減小方向移動,即增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,CO體積分數(shù)隨著壓強的增大而減小,故丙圖像錯誤。
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【題目】碳、氮及其化合物在生產(chǎn)生活中有著重要作用。請回答下列問題:
(1)用CH4 催化還原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1;
CH4(g) + 4NO(g) 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2。
若2 mol CH4 還原NO2 至N2,整個過程中放出的熱量為1 734 kJ,則ΔH2=____。
(2)據(jù)報道,科學(xué)家在一定條件下利用Fe2O3與甲烷反應(yīng)可制取“納米級”的金屬鐵。其反應(yīng)為Fe2O3(s) + 3CH4(g)2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) ΔH>0。
①若該反應(yīng)在恒溫恒壓容器中進行,能表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是____(填字母)。
a.CH4的轉(zhuǎn)化率等于CO的產(chǎn)率
b.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
c.v(CO)與v(H2#)的比值不變
d.固體的總質(zhì)量不變
②該反應(yīng)達到平衡時某物理量隨溫度的變化如圖所示,當(dāng)溫度由T1升高到T2時,平衡常數(shù)KA___KB(填“>”、“<”或“=”)?v坐標(biāo)可以表示的物理量有哪些___________。
a.H2的逆反應(yīng)速率
b.CH4的體積分數(shù)
c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量
(3)若向20 mL 0.01 mol·L-l的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定濃度的燒堿溶液,測得混合溶液的溫度變化如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是____(填字母)。
a.該燒堿溶液的濃度為0.02 mol·L-1
b.該燒堿溶液的濃度為0.01 mol·L-1
c.HNO2的電離平衡常數(shù):b點>a點
d.從b點到c點,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+)
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【題目】在25℃時,用蒸餾水稀釋1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,隨溶液的稀釋,下列各項中始終保持增大趨勢的是( )
A. B. C. D. c(OH-)
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【題目】下列開發(fā)利用自然資源制取化學(xué)品,其簡示途徑較為合理的是( )
A.海水 Br2
B.海產(chǎn)品(如海帶等) 濾液 I2
C.海水 Mg(OH)2 MgO Mg
D.鋁土礦 濾液 Al(OH)3 Al
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【題目】關(guān)于下列各裝置圖的敘述中,正確的是
A. 若采用裝置①鋁件鍍銀,則c極為鋁件,d極為純銀,電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液
B. 裝置②是原電池,能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,SO42-移向鋅電極
C. 裝置③中X若為四氯化碳,用于吸收氨氣或氯化氫,會引起倒吸
D. 裝置④可用于收集氨氣,并吸收多余的氨氣
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【題目】鑒別二甲醚和乙醇可采用化學(xué)方法或物理方法,下列方法不能對二者進行鑒別的是( )
A.利用金屬鈉或金屬鉀法
B.利用紅外光譜法
C.利用質(zhì)譜法
D.利用核磁共振氫譜法
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【題目】a、b代表2種金屬,下列敘述中,肯定能判斷金屬活動性a比b強的是( )
A. 常溫下,a能從水中置換出氫,而b不能 B. 原子的電子層數(shù)a比b多
C. 原子的最外層電子數(shù)a比b少 D. 1 mol a 、b分別與足量鹽酸反應(yīng),生成H2的質(zhì)量a比b大
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【題目】某化學(xué)小組采用類似制乙酸乙酯的裝置(如圖),以環(huán)己醇制備環(huán)己烯
已知:
(1)制備粗品
將12.5mL環(huán)己醇加入試管A中,再加入1mL濃硫酸,搖勻后放入塊狀物質(zhì),緩慢加熱至反應(yīng)完全,在試管C內(nèi)得到環(huán)己烯粗品。
①塊狀物質(zhì)的作用是___________,導(dǎo)管B的作用是___________。
②試管C置于冰水浴中的目的是____________________________________。
(2)制備精品
①環(huán)己烯粗品中含有環(huán)己醇和少量酸性雜質(zhì)等。加入飽和食鹽水,振蕩、靜置、分層,環(huán)己烯在_________層(填上或下),分液后用_________ (填入編號)洗滌。
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4 c.Na2CO3溶液
②再將環(huán)己烯按右圖裝置蒸餾,冷卻水從_______口流出,目的是_________
③收集產(chǎn)品時,控制的溫度應(yīng)在_________左右,實驗制得的環(huán)己烯精品質(zhì)量低于理論產(chǎn)量,可能的原因是___________
a.蒸餾時從70℃開始收集產(chǎn)品
b.環(huán)己醇實際用量多了
c.制備粗品時環(huán)己醇隨產(chǎn)品一起蒸出
(3)以下區(qū)分環(huán)己烯精品和粗品的方法,合理的是_______________________。
a.用酸性高錳酸鉀溶液 b.用金屬鈉 c.測定沸點
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