题目内容
【题目】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。A是元素Y的单质。常温下,A遇甲的浓溶液发生钝化。丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,且丙是无色气体,上述物质的转化关系如下图所示,下列说法正确的是
A.由于丁和戊化学键相同,所以它们都是平面结构
B.简单氢化物的沸点: X>Z
C.简单离子半径大小: X<Y
D.Y的简单离子与Z的简单离子在水溶液中可大量共存
【答案】B
【解析】
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,A是元素Y的单质,常温下A遇甲的浓溶液钝化,可知A为Al单质,Y为Al元素,丙是无色气体,则甲为H2SO4、丙为SO2、丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,二氧化硫能被戊氧化为硫酸,可知丁为H2O,戊为H2O2,乙为Al2(SO4)3,则W、X、Y、Z分别为H、O、Al、S元素,据此分析结合元素性质解答。
A.丁为H2O,戊为H2O2,H2O中O原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=2+=4,所以采取sp3杂化,分子构型为V型平面结构,H2O2的构型为二面角结构,像半开书页型一般,两个O在书轴上,两个氢分别和两个O相连,但不在同一平面上,结构如图所示:
,故A错误;
B.X为O,Z为S,简单氢化物分别为H2O和H2S,水分之间存在氢键,使其熔沸点较高,H2S分子间没有氢键,熔沸点较低,则简单氢化物的沸点:X>Z,故B正确;
C.X、Y分别为O、Al元素,其简单离子的核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,则简单离子半径大小:X>Y,故C错误;
D.Y、Z分别为Al、S元素,Y的简单离子为弱碱根(弱碱阳离子)离子,可水解生成氢氧化铝和氢离子,Z的简单离子为弱酸根离子,在水溶液水解生成硫氢根离子和氢氧根,二者放入同一溶液中可相互促进水解反应,则不能大量共存,故D错误;
答案选B。
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【题目】氨催化氧化是硝酸工业的基础,氦气在Pt催化剂作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1=-905 kJ/mol
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2
(1)已知:
物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ | NO | O2 | N2 |
629 | 496 | 942 |
则△H2=___________。
(2)以Pt为催化剂,在1L密闭容器中充入1mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量与温度的关系如下图:
①该催化剂在高温时对反应__________更有利(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②520℃时,NH3的转化率为____________。
③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=________(数字计算式)。
④下列说法正确的是____________(填标号)。
A 工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在840℃左右
B 增大NH3和O2的初始投料比可以提高NH3生成NO的平衡转化率
C 投料比不变,增加反应物的浓度可以提高NH3生成NO的平衡转化率
D 使用催化剂时,可降低反应的活化能,加快其反应速率
⑤温度高于840℃时,NO的物质的量减少的原因可能是____________。
(3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1mol N2时,转移的电子数为___________mol。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中反应。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示,在50-250℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______________。