题目内容
(15分)A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素,有关位置及信息如下:A的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成离子化合物;C单质一般保存在煤油中;F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应,G单质是日常生活中用量最大的金属,易被腐蚀或损坏。请回答下列问题:
(1)A元素的氢化物水溶液能使酚酞变红的原因用电离方程式解释为 。
(2)同温同压下,将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中,若所得溶液的pH=7,则a b(填“>"或“<”或“=”)
(3)常温下,相同浓度F、G简单离子的溶液中滴加NaOH溶液,F、G两元素先后沉淀,F (OH)n完全沉淀的pH是4.7,G (OH)n完全沉淀的pH是2.8,则ksp较大的是: (填化学式)
(4)A与B可组成质量比为7:16的三原子分子,该分子释放在空气中其化学作用可能引发的后果有: 。
①酸雨 ②温室效应 ③光化学烟雾 ④臭氧层破坏
(5)A和C组成的一种离子化合物,能与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式是 。
(6)已知一定量的E单质能在B2 (g)中燃烧,其可能的产物及能量关系如下左图所示:请写出一定条件下EB2(g) 与E(s)反应生成EB(g)的热化学方程式 。
(7)若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中,加入铜片,溶液会慢慢变为蓝色,依据产生该现象的反应原理,所设计的原电池如上右图所示,其反应中正极反应式为 。
(1)NH3·H2ONH4+ + OH- (2)> (3)Al(OH)3(4) ①③
(5)Na3N + 4H2O=3NaOH + NH3·H2O
(6)CO2(g) + C(s) =" 2CO(g)" ;△H=" +172.5kJ/mol"
或1/2CO2(g) + 1/2 C(s) =" CO(g);" △H=" +86.25kJ/mol" (7) Fe3++e-→Fe2+
解析试题分析:根据题意可推知:A是N;B是O;C是Na;D是Cl;E是C;F是Al;G是Fe。(1)NH3的水溶液显碱性,是因为在溶液中存在:NH3+H2ONH3·H2O; NH3·H2ONH4+ + OH-;(2)NH3+HCl=NH4Cl;若二者等体积混合,则恰好发生反应得到NH4Cl,该盐是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,现在所得溶液的pH=7,溶液显中性,所以氨气要过量。因此a>b。(3)Al(OH)3完全沉淀的pH是4.7,Fe(OH)3完全沉淀的pH是2.8,在离子浓度相同的情况下,加入NaOH时,Fe(OH)3先生成沉淀,结构相似的物质,ksp越小的,越易先生成沉淀,这说明kspAl(OH) 3>kspFe(OH) 3,因此ksp较大的是Al(OH)3;(4)A与B可组成质量比为7:16的三原子分子NO2,该分子释放在空气中其化学作用可能引发的后果①酸雨;③光化学烟雾。(5)A和C组成的一种离子化合物Na3N,能与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式是Na3N + 4H2O=3NaOH + NH3·H2O.(6)由物质的能量及相互转化关系可得方程式为:CO2(g) + C(s) =" 2CO(g)" ;△H= +172.5kJ/mol。(7)若在Cl与Fe组成的某种化合物FeCl3的溶液甲中,加入铜片,溶液会慢慢变为蓝色,依据产生该现象的反应原理,所设计的原电池如上右图所示,其反应中正极反应式为Fe3++e-→Fe2+。
考点:考查元素的推断、物质的性质、相互转化、影响及化学方程式、热化学方程式的书写、原电池的设计及反应原理的知识。
研究硫及其化合物的性质有重要意义。
(1)Cu2S在高温条件下发生如下反应:
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) ⊿H=-773kJ/mol
当该反应有1.2mol电子转移时,反应释放出的热量为 kJ。
(2)硫酸工业生产中涉及反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①压强:P1 P2(填“>”、“=”或“<”)。
②平衡常数:A点 B点(填“>”、“=”或“<”)。
③200℃下,将一定量的SO2和O2充入体积不变的密闭容器中,经10min后测得容器中各物质的物质的量浓度如下表所示:
气体 | SO2 | O2 | SO3 |
浓度(mol/L) | 0.4 | 1.2 | 1.6 |
能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
a.SO2和O2的体积比保持不变
b.体系的压强保持不变
c.混合气体的密度保持不变
d.SO2和SO3物质的量之和保持不变
计算上述反应在0~10min内,υ(O2)= 。
(3)一定温度下,用水吸收SO2气体时,溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);若得到pH=3的H2SO3溶液,试计算溶液中 。(已知该温度下H2SO3的电离常数:Ka1=1.0×10-2 mol/L,Ka2=6.0×10-3 mol/L)
随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1) 用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) ="4NO(g)" + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H=" -574" kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ⊿H=" -1160" kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H=" -44.0" kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式 。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol·L-1
| NO | N2 | CO2 | ||
0 | 1.00 | 0 | 0 | ||
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 | ||
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 | ||
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 | ||
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 | ||
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为 (保留两位小数)。
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”) 。
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是 (填序号字母)。
A.容器内压强保持不变 B. 2v正(NO) = v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变 D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是 。请在下图中画出30min至40min的变化曲线。
近年来,以天然气等为原料合成甲醇的难题被一一攻克,极大地促进了甲醇化学的发展。
(1)与炭和水蒸气的反应相似,以天然气为原料也可以制得CO和H2,该反应的化学方程式为_________。
(2)合成甲醇的一种方法是以CO和H2为原料,其能量变化如图所示:
由图可知,合成甲醇的热化学方程式为________________________________________。
(3)以CO2为原料也可以合成甲醇,其反应原理为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①在lL的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时问变化如图所示:
则下列说法正确的是_________________(填字母);
A.3min时反应达到平衡 |
B.0~10min时用H2表示的反应速率为0.225mol·-1·min-1 |
C.CO2的平衡转化率为25% |
D.该温度时化学平衡常数为(mol/L)-2 |
容器 | 容器1 | 容器2 | 容器3 |
反应物投入量(始态) | 1molCO2、3molH2 | 0.5molCO2、1.5molH2 | 1molCH3OH、1molH2O |
CH3OH的平衡浓度/mol?L-1 | c1 | c2 | c3 |
平衡时体系压强/Pa | p1 | p2 | p3 |
则下列各量的大小关系为c1___________c3,p2_________p3(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)近年来,甲醇燃料电池技术获得了新的突破,如图所示为甲醇燃料电池的装置示意图。电池工作时,分别从b、c充入CH3OH、O2,回答下列问题:
①从d处排出的物质是___________,溶液中的质子移向电极__________(填“M”或“N”);
②电极M上发生的电极反应式为__________________________。