题目内容
(11分)X、Y、Z、W和N均是由短周期元素组成的五种化合物。已知五种化合物水溶液的焰色反应均呈黄色,Y、Z和N均由三种元素组成。请根据题目要求回答下列问题。
(1)固体化合物X为浅黄色粉末,该化合物中含有的化学键有________(填序号)。
| A.离子键 |
| B.极性共价键 |
| C.非极性共价键 |
| D.氢键 |
________________________________________________________________________。
(3)下表为Y与Z实验的部分内容:
| 序号 | 主要实验步骤及实验现象 |
| ① | 在含Y的溶液中,加入稀硫酸放置,产生浅黄色沉淀和无色有刺激性气味的气体,该气体可使品红溶液褪色 |
| ② | 在含Z的溶液中,滴加盐酸,开始有白色沉淀,继续滴加盐酸,白色沉淀先增加后消失,然后加入过量的氨水又出现白色沉淀 |
| ③ | 将实验②最终得到的混合物加热蒸发、灼烧,最终得到白色固体 |
________________________________________________________________________。
(4)写出含0.1 mol Z的溶液与20 mL 5 mol·L-1的盐酸反应的离子反应式
__________________________。实验③加热蒸发、灼烧得到的最终产物主要是________。
(5)化合物W和N可以相互转化:W△CO2+H2ON。若有W和N·xH2O的混合物6.52 g,加热到完全反应后,气体产物通过浓硫酸增重1.71 g,剩余气体通过碱石灰增重1.10 g,则混合物中W的质量为________,N·xH2O的化学式为__________。
(1)AC
(2)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
(3)S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
(4)AlO+H++H2O===Al(OH)3↓ Al2O3
(5)4.2 g Na2CO3·7H2O?
解析
(每空2分,共16分)依据事实,填空:
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇液体完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_____________________________
(2)已知拆开1molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________________
(3)氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应式: 正极: ;负极:
(4)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
| 物质 | X | Y | Z |
| 初始浓度/mol·L-1 | 0.1 | 0.2 | 0 |
| 平衡浓度/mol·L-1 | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
(5)某核素AZX的氯化物XCl2 1.11 g配成溶液后,需用1mol·L-1的硝酸银溶液20 ml才能把氯离子完全沉淀下来。则X的质量数为 ;若X的核内中子数为20,则37 g XCl2中所含质子的物质的量 。
(本题共8分)
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下
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(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。① 此反应的化学平衡常数表达式为
;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是 。
A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:
CH4
(g)+3/2O2 (g)
CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是 。
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
|
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
|
浓度/(mol·L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1、则该时间内反应速率v(CH3OH) = mol·(L·min)-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。