题目内容
【题目】某分子的结构如图所示（-R 为烃基），其中 A、B、D 三种元素位于元素周期表中同一族的三个相邻的周期，A 的非金属性大于 B。D 与 G 形成的 DG3 在工业上可用于漂白和杀菌消毒。A 与 G 形成的 AG3 可完全水解，其水解的产物之一 H3AO3 常用作塑料件镀金属的还原剂。
(1)具有未成对电子的原子或分子具有磁性。D 的某种氧化物 D2O4 的磁性大小与温度呈正相关关系，即磁性是温度的增函数。则 D2O4 
2DO2，ΔH______0（填“＞”“＜”或“=”）。
(2)DG3 用于杀菌消毒与 HGO 相比，DG3 可大大延长杀菌消毒的时间，试从反应速率理论和平衡移动理论两者中选择一个，解释其原因____________________________。
(3)无机含氧酸中的非羟基氢不能发生电离。H3AO3 分子中 A 原子最外层的电子都参与了共价键的形成，试用方程式表示 H3AO3 的正盐溶液呈碱性的原因_____。
(4)液氨中因存在2NH3(1) NH4++NH2-可导电，液态 D2O4 中也存在 D2O4DO++DO3-，上述两个过程的本质区别为___________。
(5)T℃时，在一体积为 VL 的密闭容器中放入一定量的 ACl5 固体，按下式发生反应：ACl5（s）
ACl3（g）+Cl2（g），ΔH>0。测得容器内气体的压强变化如下表：
时间 t/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | ∞ |
总压 P/kPa | 0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
上述条件下，以分压表示的平衡常数 Kp=_____(kPa)2（计算结果保留两位小数）； 若保持温度不变，30s 时给容器加压，达新平衡后，容器内的总压将_____（填“升高”、“降低”或“不变”）；若将容器换成绝热容器，加压后容器内的总压将_____（填“升高”、“降低”或“不变”）。
【答案】> NCl3与水反应的速率太小（或 NCl3与水反应的平衡常数太小） HPO32-+ H2O
H2PO3-+OH- 前者未发生电子转移，后者发生了电子转移 6.25 不变 升高
【解析】
A、B、D 三种元素位于元素周期表中同一族的三个相邻的周期，A 的非金属性大于 B。D 与 G 形成的 DG3 在工业上可用于漂白和杀菌消毒，则D为N，G为Cl。A为P，PCl3 可完全水解，其水解的产物之一 H3PO3 常用作塑料件镀金属的还原剂，则：A为P，B为As，D为N,G为Cl。
（1）D为N元素，D 的某种氧化物 N2O4 的磁性大小与温度呈正相关关系，即磁性是温度的增函数。NO2中有未成对电子，具有未成对电子的原子或分子具有磁性，能量高，N2O4 
2NO2要吸收能量，则 N2O4 2NO2，ΔH > 0。
故答案为： > ；
（2）NCl3 用于杀菌消毒与 HClO 相比，NCl3 可大大延长杀菌消毒的时间，从反应速率理论NCl3与水反应的速率太小；从平衡移动理论解释其原因：NCl3与水反应的平衡常数太小。
故答案为：NCl3与水反应的速率太小（或 NCl3与水反应的平衡常数太小）；
（3）无机含氧酸中的非羟基氢不能发生电离。H3PO3 分子中 P 原子最外层的电子都参与了共价键的形成，H3PO3的结构式为：
是二元酸，是弱酸，正盐水解，溶液呈碱性，用方程式表示 H3AO3 的正盐HPO32-溶液呈碱性的原因：HPO32-+ H2OH2PO3-+OH-。
故答案为：HPO32-+ H2OH2PO3-+OH-；
（4）液氨中因存在2NH3(1) NH4++NH2-可导电，N的化合价不变，液态 N2O4 中也存在 N2O4NO++NO3-，N2O4中N为+4价，NO+中N为+3价，NO3-中N为+5价，上述两个过程的本质区别为：前者未发生电子转移，后者发生了电子转移。
故答案为：前者未发生电子转移，后者发生了电子转移；
（5）T℃时，在一体积为 VL 的密闭容器中放入一定量的 PCl5 固体，按下式发生反应：PCl5（s）
PCl3（g）+Cl2（g），ΔH>0。测得容器内气体的压强变化，平衡时总压强为5.0kPa，PCl3（g）和Cl2（g）的分压均为2.5kPa，上述条件下，以分压表示的平衡常数 Kp=p(PCl3)p(Cl2)=
=6.25 (kPa)2（计算结果保留两位小数）；
若保持温度不变，平衡常数不变，30s 时给容器加压，平衡逆向移动，达新平衡后，容器内的总压将不变；
若将容器换成绝热容器，加压后，平衡逆向移动，逆向放热，达新平衡后，容器内温度升高，容器内的总压将升高。
故答案为：6.25；不变 ；升高。
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【题目】中国的稀土资源十分丰富，有开采价值的储量居世界第一。某实验小组拟利用含铝、硅、铁等杂质的氟碳钵矿(主要成分为CeFCO3)制备三氯化铈，设计如图所示流程：
已知：①Ce2O3在加热条件下能被氧气氧化，生成难溶于水、具有强氧化性的CeO2。
②M(CeCl3)=246.5g/mol，在水溶液中Ce4+能被还原成Ce3+。
③0.1mol·L-1金属阳离子形成氢氧化物沉淀的pH如下：
金属阳离子 | Fe3+ | Ce3+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 7.6 | 3.4 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 9.4 | 4.7 |
回答下列问题：
(1)氟碳铈矿中铈的化合价为______，滤渣1的化学式为__________。
(2)焙烧氟碳铈矿生成CeO3的化学方程式是____________。
(3)酸浸时产生气体2的离子反应方程式是_______。
(4)为将铝、铁以滤渣2除去，用NH3·H2O调节酸浸后溶液的pH最大不能超过______。
(5)将沉铈得到的Ce2(CO3)3·nH2O洗涤干净后继续进行操作I，简述如何证明Ce2(CO3)3·nH2O已经洗涤干净________。
(6)操作I是将得到的Ce2(CO3)3·nH2O加盐酸至沉淀完全溶解，先经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CeCl3·7H2O，再将该晶体与NH4Cl固体隔绝空气共热，得到无水CeCl3。其中，NH4Cl的作用是___________。
(7)产品纯度测定：准确称取CeCl3产品0.3750g于锥形瓶中，加入合适的氧化剂将Ce3+恰好完全氧化为Ce4+，再用0.1000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2 标准溶液滴定至终点，重复3次实验，标准液的消耗体积分别为12.48mL、12.50mL、12.52mL。求该样品的质量分数为_______(保留1位小数)。
【题目】中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下：2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g) ΔH＞0
化学键 | H—H | C—H | C＝C | C—C |
E(kJ/mol) | a | b | c | d |
（1）已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的ΔH＝____________ (用含a、b、c、d的代数式表示)。
（2）T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2mol CH4 ，仅发生上述反应，反应过程中 0～15min CH4的物质的量随时间变化如图1，测得10～15min时H2的浓度为1.6mol/L。
①0～10min内CH4表示的反应速率为__________mol/(L·min)。
②若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________ (填“a”或 “b”)。
③15min时，若改变外界反应条件，导致n(CH4)发生图1中所示变化，则改变的条件可能是_____________________________________(任答一条即可)。
（3）实验测得v正＝k正c2(CH4)，v逆＝k逆c(C2H4)·c2(H2)其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与k逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2，则反应速率增大的倍数v正____v逆(填“>”“＝”或“<”)，判断的理由是_________________ 。
（4）科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2－。
①C极的Pt为______ 极(填“阳”或“阴” )。
②该电池工作时负极反应方程式为_____________________。
③用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL，则阴极区所得溶液在25℃时pH＝_______ (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。