题目内容

4．蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体．根据你所学的知识回答下列问题：
（1）C在元素周期表中的位置为第二周期，第ⅣA族
（2）碳有多种同素异形体，C60所属的晶体类型为分子晶体，金刚石熔化时破坏的作用力是共价键金刚石、石墨的能量关系如图所示，则等质量的金刚石和石墨完全燃烧金刚石（填“金刚石”或“石墨”）放出热量更多，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式C（石墨，s）=C（金刚石，s），△H=1.9kj/mol
（3）工业上利用甲烷制氢气，反应方程式为CH4+H2O=CO+3H2，现向容积为2L的密闭容器中分别通入2mol的甲烷和2mol水蒸气，4s内用氢气表示的反应速率为0.3mol•L-1•s-1，则4s时剩余的甲烷的浓度为0.6mol/L．

分析 （1）C是两个电子层，最外层4个电子，所以在元素周期表中的位置为第二周期，第ⅣA族；
（2）碳有多种同素异形体，C60所属的晶体类型为分子晶体，金刚石熔化时破坏的作用力是共价键；由图可知：①C（金刚石）+O2（g）=CO2（g）△H1=-395.4kj/mol；②C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kj/mol，根据盖斯定律②-①得：C（石墨，s）=C（金刚石，s），△H=-1.9kj/mol；
（3）4s内用氢气表示的反应速率为0.3mol•L-1•s-1，则氢气浓度变化量为：1.2mol/L，由反应方程式：CH4+H2O=CO+3H2，甲烷的浓度为0.4mol/L，所以4s时剩余的甲烷的浓度为$\frac{2mol}{2L}$-0.4mol/L=0.6mol/L，由此分析解答．

解答 解：（1）C是两个电子层，最外层4个电子，所以在元素周期表中的位置为第二周期，第ⅣA族，故答案为：第二周期，第ⅣA族；
（2）碳有多种同素异形体，C60所属的晶体类型为分子晶体，金刚石熔化时破坏的作用力是共价键；由图可知：①C（金刚石）+O2（g）=CO2（g）△H1=-395.4kj/mol；②C（石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kj/mol，根据盖斯定律②-①得：C（石墨，s）=C（金刚石，s），△H=1.9kj/mol，等质量的金刚石和石墨完全燃烧金刚石放出的热量多，故答案为：分子晶体；共价键；金刚石；C（石墨，s）=C（金刚石，s），△H=1.9kj/mol；
（3）4s内用氢气表示的反应速率为0.3mol•L-1•s-1，则氢气浓度变化量为：1.2mol/L，由反应方程式：CH4+H2O=CO+3H2，甲烷的浓度为0.4mol/L，所以4s时剩余的甲烷的浓度为$\frac{2mol}{2L}$-0.4mol/L=0.6mol/L，故答案为：0.6mol/L．

点评 本题考查元素在元素周期表中的位置、盖斯定律、能量的变化以及化学反应的有关计算，综合性较强，有一定的难度．

练习册系列答案
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14．CO、CO2是重要的工业原料，在工业上有着广泛的用途．
（1）已知相关反应的能量变化如图1所示．
    则用CH4（g）和H2O（g）反应制得H2（g）和CO（g）的热化学反应方程为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+171.1KJ/mol．
（2）在一容积可变的密闭容器中，1molCO与2molH2发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1＜0，
CO在不同温度下的平衡转化率（α）与压强（p）的关系如图2所示
①a、b两点H2的反应速率：v（a）＜v（b）（填“＞”、“＜”、“=”）
②相同压强下，CO的转化率先达到0.5的是T2（填“T1”或“T2 ），原因是该反应为放热反应，图象可知T1＜T2 温度越高反应速率越快，故T2温度下CO转化率达到0.5时所用时间更短．
③在T1点温度下，下列叙述不能说明上述反应能达到化学平衡状态的是ad（填字母）
a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍
b．CH3OH的体积分数不再改变
c．混合气体的密度不再改变
d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
④计算图2中a点的平衡常数KP=1.6×10-11（Pa）-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．

（3）氨气和CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（s）+H2O（g） 
合成塔中氨碳比[$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$]与CO2转化率[α（CO2）]的关系如图3所示．则$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$应控制在4.0的理由是$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$控制在4.0时CO2转化率已经很高，而$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$在4.0后CO2的转化率无明显增大．
15．现有M、X、A、E4种元素的单质，能发生以下反应
①在水溶液中，M+X2+═M2++X
②A+2H2O（冷）═A（OH）2+H2↑
③X、E相连浸入稀H2SO4中，电极反应为：X-2e-═X2+，2H++2e-═H2↑
判断它们的还原性由强到弱的顺序是（　　）
A．M、X、A、EB．A、M、X、EC．M、X、E、AD．E、A、M
12．可逆反应H2（g）+I2（g）?2HI（g）达到平衡时的标志是（　　）
A．H2、I2、HI的浓度相等
B．混合气体密度恒定不变
C．混合气体的质量不再改变
D．1个I-I键断裂的同时，有2个H-I键断裂
19．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．在常温常压下，11.2L O2中含有的原子数为NA
B．在常温常压下，44g CO2中含有的原子数为3NA
C．在常温常压下，NA个水分子的体积约为22.4L
D．在常温常压下，11.2L氦气含有的电子数为2NA
9．可逆反应 2A （气）+3B （气）?2C （气）+D（气）在四种不同条件下反应速率最快的是（　　）
A．v（D）=0.4 mol/（L•min）B．v（B）=0.6 mol/（L•min）
C．v（C）=0.35 mol/（L•min）D．v（A）=0.5 mol/（L•min）
16．比较下列性质（用“＞”、“＜”填空）
（1）非金属性：C＞Si
（2）金属性：Be＜Mg
（3）碱性：Mg（OH）2＞Al（OH）3
（4）气态氢化物稳定性：H2S＜HCl
（5）最高价氧化物对应水化物的酸性：H3PO4＜H2SO4．
13．下列叙述中正确的是（　　）
A．过氧化钠是淡黄色固体，久置于空气中变成白色的氢氧化钠固体
B．过氧化钠中阴阳离子比例为1：2
C．用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又逐渐变成黄色
D．Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
14．G是一种新型香料的主要成分之一，其结构中含有三个六元环．G的合成路线如图（部分产物和部分反应条件略去）：

已知：
①B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子；
②D和F互为同系物．
请回答下列问题：
（1）（CH3）2C═CH2的系统命名法名称为2-甲基-1-丙烯（或2-甲基丙烯，或甲基丙烯），生成B这一步的反应类型为加成反应．
（2）E的结构简式为，F分子中含有的含氧官能团名称是羟基、羧基（顺序可以颠倒）．
（3）C经氧化后可得到一种能与新制银氨溶液发生银镜反应的物质，请写出该银镜反应的化学方程式．
（4）F可在一定条件下合成高分子化合物，请写出该高分子化合物的结构简式．
（5）同时满足下列条件：①与FeCl3溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基；③能与碳酸氢钠溶液反应放出气体；这样的D的同分异构体共有15种（不包括立体异构）；
（6）请参照合成路线中苯乙烯合成F的方法，写出由1-丁烯制取2-羟基丁酸的合成线路：H2C=CHCH2CH3$\stackrel{HBrO}{→}$HOCH2CHBrCH2CH3→CH3CH2CHBrCOOH$\stackrel{NaOH（aq）△}{→}$CH3CH2CHOHCOOH．

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