题目内容
【题目】最近,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素,相对原子质量是85。根据材料回答下列问题:
(1)铷位于元素周期表的第________周期________族。
(2)关于铷的下列说法中不正确的是________(填数字序号)。
①与水反应比钠更剧烈 ②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳
③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2
④它是极强的还原剂 ⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱
(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g,与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24 L,则另一碱金属可能是_______________(填元素符号)。
(4)铷久置于空气中,最终变成产物是_____________。
A、Rb2O B、Rb2O2 C、Rb2CO3 D、RbHCO3
【答案】五 ⅠA ⑤ Na或Li C
【解析】
(1)由原子核外的电子排布规律判断;(2)Rb的结构、性质与Na相似;(3)根据反应2R +2H2O=2ROH+H2↑可知,生成0.1molH2,结合平均摩尔质量M计算;(4)根据钠及钠的化合物的性质进行分析。
(1)由原子核外的电子排布规律可推知37Rb的原子结构示意图为,Rb应位于第五周期第ⅠA族;
(2)Rb的结构、性质与Na相似,且更活泼,对应的Rb2O、Rb2O2、RbOH的性质分别与Na2O、Na2O2、NaOH相似,则①金属性Rb>Na,所以与水反应比钠更剧烈,故正确;②氧化钠易与水、二氧化碳反应,则它的氧化物在空气中易吸收CO2和水,故正确;③过氧化钠和水反应产生氧气,所以Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2,故正确;④金属性Rb>Na,它是极强的还原剂,故正确;⑤金属性Rb>Na,RbOH的碱性比同浓度的NaOH强,故错误;所以选⑤;
(3)从碱金属与水反应通式2R +2H2O=2ROH+H2↑可知,生成0.1molH2,碱金属的物质的量为0.2mol,所以平均摩尔质量M==25 g/mol,而M(Rb)>25 g/mol ,则另一碱金属的M必小于25g/mol,所以可能是Na或Li;
(4)铷久置于空气中,先与空气中的氧气反应生成氧化铷,氧化铷与空气中的水蒸气反应生成氢氧化铷,氢氧化铷与二氧化碳反应生成碳酸铷,故最终变成产物是Rb2CO3,答案选C。
【题目】二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟氯昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:________________。
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g);△H=-90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g);△H=-41.3kJ·mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=________________;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是________________(填字母代号)。
A.高温高压 B.加入催化剂 C.减少CO2的浓度 D.增加CO的浓度 E.分离出二甲醚
(3)下列可以说明反应③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)已经达到平衡状态的是________________(填字母代号)。
A.单位时间内一个H-H键断裂的同时有两个H-O键断裂
B.H2O与CO2的浓度相等
C.温度和体积一定时,容器内的压强保持不变
D.条件一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.温度和体积一定时,CO的浓度保持不变
(4)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
若加入CH3OH后,经过10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=___________。