题目内容
【题目】A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A、D及C、F分别是同一主族元素,A元素的一种核素无中子,F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍,B元素的的最外层电子数是内层电子数的2倍,E元素的最外层电子数等于其电子层数。请回答:
(1)A、D、F形成化合物的电子式_____________。
(2)工业上在高温的条件下,可以用A2C和BC反应制取单质A2。在2L密闭容器中分别充入1 mol A2C和1 mol BC, —定条件下,2 min达平衡时生成0.4mol A2,则用BC表示的反应速率为________。下列关于该反应的说法中正确的是__________________。
A.增加BC2的浓度始终不能提高正反应速率
B.若混合气体的密度不再发生变化,则反应达到最大限度
C.A2是一种高效优质新能源
D.若生成1 molA2,转移2mol电子
(3)用A元素的单质与C元素的单质及由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液构成燃料电池,写出该电池的电极反应式:负极____________,正极_________________。
【答案】 0.1mol/(L·min) C、D H2-2e-+2OH-=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH-
【解析】A元素的一种核素无中子,则A为H元素;A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A、D及C、F分别是同一主族元素,则D为Na元素;F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍,则F为S元素,C为O元素;B元素的的最外层电子数是内层电子数的2倍,则B为C元素;E元素的最外层电子数等于其电子层数,E为Al元素;综上,A为H、B为C、C为O、D为Na、E为Al、F为S。
(1)A为H、D为Na、F为S,则A、D、F形成化合物为NaHS,其电子式为:。
(2)1molH2O和1molCO生成1molH2和1molCO2,反应化学方程式为:H2O+COH2+CO2,2 min达平衡时生成0.4mol A2,则反应0.4molCO,容积为2L,υ(CO)= 0.4mol÷2L÷2 min=0.1mol/(L·min);A项,增大反应物或生成物的浓度,加快化学反应速率,所以增加CO2的浓度能提高正反应速率,A错误;B项,气体质量不变,容积不变,密度始终不变,故B错误;C项,H2燃烧热值高、无污染、可再生,是一种高效优质新能源,正确;D项,H元素化合价由+1价变为0价,生成1 molH2,转移2mol电子,D正确。综上选CD。
(3)H2和O2形成燃料电池, H2在负极失电子发生氧化反应,O2在正极得电子发生还原反应,电解质溶液为NaOH溶液,故该电池的电极反应式:负极H2-2e-+2OH-=2H2O,正极O2+4e-+2H2O=4OH-。
【题目】C1化学又称一碳化学,研究以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺,因其在材料科学和开发清沽燃料方面的重要作用已发展成为一门学科。燃煤废气中的CO、CO2均能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇:
①3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g) + H2O(l) △H1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
Ⅰ.已知:18g水蒸气变成液态水放出44KJ的热量。
化学键 | C-H | C-O | C=O | H-H | O-H |
键能/KJ/mol | 412 | 351 | 745 | 436 | 462 |
则△H1_____________________
Ⅱ.一定条件下,在恒容的密闭容器中投入1molCO 和2mol H2,反应②在催化剂作用下充分反应,CH3OH在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图l所示:
(1)图中压强的相对大小是P1______P2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是________
(2)A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小K(A)______K(B)_____ K(C)(填“>”“<”或“=”) ,计算C点的压强平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)
(3)300℃,P2条件下,处于E点时V正________V逆(填“>”“<”或“=”)
(4)某温度下,不能说明该反应己经达到平衡状态的是______________。
a.容器内的密度不再变化
b. 速率之比v(CO):v(H2): v(CH3OH)=l: 2:l
c.容器内气体体积分数不再变化
d. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.容器内各组分的质量分数不再变化
(5)反应开始至在C点达平衡,各物质的浓度随时间变化曲线如图2所示,保持温度不变,t1时改变条件为_________,此时平衡_______。(填“正向移动”“逆向移动”“不移动” )
Ⅲ.工业上可通过甲醛羰基化法制取甲酸甲酯,25℃时,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g),部分研究如下图所示:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素的是_____(填下列序号字母)
a. 3.5×106Pa b. 4.0×106Pac. 5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是_______