题目内容
20．A、B、C、D、E、F是短周期元素，周期表中A与B、B与C相邻，C与E同主族，A与C最外层电子数之比为2：3，B的最外层电子数比C的最外层电子数少1个； F元素的原子在周期表中半径最小；常见化合物D2C2与水反应生成C的单质，且溶液使酚酞溶液变红．请回答相关问题：（1）化合物AE2的结构式S=C=S
（2）化合物D2C2的电子式
（3）在容积不变的密闭容器中进行如下反应：3F2（g）+B2（g） 2BF3（g），若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍，则产生的结果是AD（填序号）．
A．反应物的转化率增大 B．平衡不发生移动
C．F2的质量分数增大 D．正逆反应速率都增大．
分析 根据常见化合物D2C2与水反应生成C的单质，且溶液使酚酞试液变红，可知C为O元素，D为Na元素，B的最外层电子数比C的最外层电子数少1个，则B的最外层电子数为5，且相邻，应为N元素，C与E同主族，E应为S元素，A与B相邻，A与C的最外层电子数之比2：3，则A的最外层电子数为4，应为C元素，F元素的原子在周期表中半径最小，F应为H元素，据此答题．
解答 解：根据常见化合物D2C2与水反应生成C的单质，且溶液使酚酞试液变红，可知C为O元素，D为Na元素，B的最外层电子数比C的最外层电子数少1个，则B的最外层电子数为5，且相邻，应为N元素，C与E同主族，E应为S元素，A与B相邻，A与C的最外层电子数之比2：3，则A的最外层电子数为4，应为C元素，F元素的原子在周期表中半径最小，F应为H元素，
（1）化合物AE2为CS2，其结构式为S=C=S，故答案为：S=C=S；
（2）化合物D2C2为Na2O2，Na2O2的电子式为，故答案为：；
（3）在容积不变的密闭容器中进行如下反应：3H2（g）+N2（g）?2NH3（g），若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍，即相当于将体积减小为原来的一半，根据勒夏特列原理可知，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，氢气的质量分数减小，压强增大，正逆反应速率都增大，故选AD．
点评 本题主要考查了电子式、结构式、化学平衡的移动等知识点，中等难度，解题的关键在于根据元素的性质确定元素种类，第（3）小问时注意化学平衡移动原理的灵活运用．
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10．下列各组离子一定能大量共存的是（ ）
| A． | 在强酸性溶液中：NH4+、Ca2+、NO3-、HCO3- | |
| B． | 强碱性溶液中：NH4+、Al3+、HCO3-、NO3- | |
| C． | 在强碱溶液中：Na+、K+、Cl-、CO32- | |
| D． | 在无色溶液中：K+、H+、Cl-、MnO4- |
11．
用1.0mol/L的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液，其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积变化关系如图所示，则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是（ ）
用1.0mol/L的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液，其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积变化关系如图所示，则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是（ ）| A． | 1.0 mol/L，20 mL | B． | 0.5 mol/L，40 mL | C． | 0.5 mol/L，80 mL | D． | 1.0 mol/L，80 mL |
Ⅰ．实验室常用的盐酸是密度1.20g•cm-3、质量分数36.5%．
15．某化学兴趣小组用如下装置模拟工业制备造纸原料BaSO3，并测定产品纯度．
（1）图1烧瓶中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4（浓）═Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）甲同学观察到图1试管中出现白色沉淀，该白色沉淀可能含有：
①BaSO3②BaSO4．
实验一：探究白色沉淀的成分
（3）设计如下实验方案：
实验二：测定产品纯度
（4）取白色沉淀wg于图2装置的试管，在分液漏斗中加入盐酸（可从盐酸、硝酸、NaOH溶液中选择一种）．实验后，测得C装置增重mg，根据此实验数据可计算出白色沉淀中BaSO3的质量分数为$\frac{217m}{64w}$×100%（用含m、w的式子表示）．
若最终测得的BaSO3的质量分数偏小，可能的原因是：SO2未被完全吸收
若最终测得的BaSO3的质量分数偏大，可能的原因是：盐酸挥发出HCl被C中碱石灰吸收
（5）形成②的原因可能是装置中残留的氧气使Na2SO3氧化生成Na2SO4，为制备纯净的BaSO3，请设计改进图1装置的实验方案：从烧瓶左边通入氮气排除装置中的空气．
（1）图1烧瓶中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4（浓）═Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）甲同学观察到图1试管中出现白色沉淀，该白色沉淀可能含有：
①BaSO3②BaSO4．
实验一：探究白色沉淀的成分
（3）设计如下实验方案：
| 实验步骤 | 预期现象与结论 |
| 步骤1：用适量白色沉淀于试管中，加入少量蒸馏水，滴加几滴品红溶液 | 白色沉淀不溶解，溶液呈红色． |
| 步骤2：往上述试管中滴加足量稀盐酸，充分振荡． | 若沉淀部分溶解，则含有②． |
（4）取白色沉淀wg于图2装置的试管，在分液漏斗中加入盐酸（可从盐酸、硝酸、NaOH溶液中选择一种）．实验后，测得C装置增重mg，根据此实验数据可计算出白色沉淀中BaSO3的质量分数为$\frac{217m}{64w}$×100%（用含m、w的式子表示）．
若最终测得的BaSO3的质量分数偏小，可能的原因是：SO2未被完全吸收
若最终测得的BaSO3的质量分数偏大，可能的原因是：盐酸挥发出HCl被C中碱石灰吸收
（5）形成②的原因可能是装置中残留的氧气使Na2SO3氧化生成Na2SO4，为制备纯净的BaSO3，请设计改进图1装置的实验方案：从烧瓶左边通入氮气排除装置中的空气．
5．
甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：（其中CO中的碳氧键为C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O）
由此计算△H1=-99kJ•mol-1，已知△H2=-58kJ•mol-1，则△H3=+41kJ•mol-1．
（2）在25℃、101KPa下，每充分燃烧1g CH3OH并恢复到原状态，会释放22.68KJ的热量．请写出表示甲醇燃烧热的热化学反应方程式：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.76kJ•mol-1．
（3）对于第二个反应方程式：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3mol H2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．试回答：0～10min内，氢气的平均反应速率为0.225mol•L-1•mm-1．该反应平衡常数表达式$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$．第10min后，若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数变大（填“变大”、“减少”或“不变”）．该反应的平衡常数不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．
甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：（其中CO中的碳氧键为C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O）
| 化学键 | H-H | C-O | C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O | H-O | C-H |
| E/（kJ．mol-1） | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
（2）在25℃、101KPa下，每充分燃烧1g CH3OH并恢复到原状态，会释放22.68KJ的热量．请写出表示甲醇燃烧热的热化学反应方程式：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.76kJ•mol-1．
（3）对于第二个反应方程式：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3mol H2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．试回答：0～10min内，氢气的平均反应速率为0.225mol•L-1•mm-1．该反应平衡常数表达式$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$．第10min后，若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数变大（填“变大”、“减少”或“不变”）．该反应的平衡常数不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．
12．
通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用．
I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
（1）向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如表．则该温度下反应的平衡常数K=1.2（保留2位有效数字）
（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H2O（g）、2molCO2、2mo1H2，此时v（正）＜ v（逆）（填“＞”“=”或“＜”）．
Ⅱ．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283kJ•mol-1、286kJ•mol-1、726kJ•mol-1．
（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-129kJ•mol-1．
（4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响．
Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-．
（5）以辛烷（C8H18）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式C8H18-50e-+25O2-=8CO2+9H2O．
Ⅳ．煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一．
（6）将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环．如：
a．6CO2+6H2O$\stackrel{光照/叶绿素}{→}$C6H12O6+6O2
b．2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$C2H5OH+3H2O
c．CO2+CH4$→_{△}^{催化剂}$CH3COOH
d．2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$CH2=CH2+4H2O
反应b中理论上原子利用率为46%．
通过煤的气化和液化，使碳及其化合物得以广泛应用．I．工业上先用煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
（1）向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如表．则该温度下反应的平衡常数K=1.2（保留2位有效数字）
| t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| n（H2O）/mol | 0.600 | 0.520 | 0.450 | 0.350 | 0.350 |
| n（CO）/mol | 0.400 | 0.320 | 0.250 | 0.150 | 0.150 |
Ⅱ．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283kJ•mol-1、286kJ•mol-1、726kJ•mol-1．
（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-129kJ•mol-1．
（4）依据化学反应原理，分析增加压强对制备甲醇反应的影响．
Ⅲ．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-．
（5）以辛烷（C8H18）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式C8H18-50e-+25O2-=8CO2+9H2O．
Ⅳ．煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一．
（6）将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环．如：
a．6CO2+6H2O$\stackrel{光照/叶绿素}{→}$C6H12O6+6O2
b．2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$C2H5OH+3H2O
c．CO2+CH4$→_{△}^{催化剂}$CH3COOH
d．2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$CH2=CH2+4H2O
反应b中理论上原子利用率为46%．
