以下有水参与的化学反应都属于氧化还原反应,但水既不做氧化剂又不做还原剂的有 。 ①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ②Cl2+H2O="HCl+HClO " ③C+H2O=CO+H2 ④3NO2+H2O=2HNO3+NO ⑤2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ⑥2F2+2H2O=4HF+O2
(17分)金属作为一种能源受到越来越多的关注。(1)起始阶段,金属主要作为燃料的添加剂。如航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料,加热铝粉使其氧化并放出大量热量,促使混合物中另一种燃料分解:4NH4ClO46H2O↑+2N2↑+4HCl↑+5O2↑,在该反应中还原产物与氧化产物的物质的量比为_______,每有1molNH4ClO4分解,转移电子的物质的量为__________。(2)随着研究的深入,金属燃料直接作为能源出现。①铁和铝的燃烧可以提供大量能量。已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H 1;3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) △H 2则相同质量的铝和铁完全燃烧,铝提供能量是铁提供能量的_____倍(用△H 1和△H 2表示)。②关于金属燃料的下列说法错误的是________a.较易控制金属燃烧后产物,减少对环境的污染b.镁可以通过与二氧化碳的反应,达到既节能又减碳的效果c.将金属加工为纳米金属时,表面积增大更容易燃烧d.电解法冶炼镁铝的技术比较成熟,制取的镁铝可作为燃料用于发电(3)相比金属燃料来讲,将金属中的化学能转化为电能在现在得到了更为广泛的应用。①下图为某银锌电池的装置图,则该装置工作时,负极区pH______(填“增大”、“减小”或“不变),正极反应式为__________________。②一种新型电池是以Li2FeSiO4、嵌有Li的石墨为电极,含Li+的导电固体为电解质,放、充电的总反应式可表示为Li+LiFeSiO4 Li2FeSiO4。放电时,Li+向________(填“正”或“负”)极移动;充电时,每生成1mol LiFeSiO4转移_________mol电子。
(18分)C、N、S是重要的非金属元素,按要求回答下列问题:(1)烟道气中含有的CO和SO2是重要的污染物,可在催化剂作用下将它们转化为S(s)和CO2,此反应的热化学方程式为______________________________________。已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1;S(s)+O2=SO2(g) △H=-296.0 kJ·mol-1(2)向甲、乙两个均为1L的密闭容器中,分别充入5mol SO2和3mol O2,发生反应:2 SO2 (g)+O2 (g)2 SO3 (g) △H<0。甲容器在温度为T1的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.5mol;乙容器在温度为T2的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.6mol。则T1________T2(填“>”“<”),甲容器中反应的平衡常数K=___________。(3)如图所示, A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,分别将1 mol N2和3mol H2通过K1、K3充入A、B中,发生的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),起始时A、B的体积相同均为a L。①下列示意图正确,且既能说明A容器中反应达到平衡状态,又能说明B容器中反应达到平衡状态的是___。②容器A中反应到达平衡时所需时间t s,达到平衡后容器的压强变为原来的5/6,则平均反应速率v(H2)=____。(4)将0.1mol氨气分别通入1L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中,完全反应后三溶液中NH4+离子浓度分别为c1、c2、c3,则三者浓度大小的关系为_______ (用c1、c2、c3和>、<、=表示)。已知醋酸铵溶液呈中性,常温下CH3COOH的Ka=1×10-5 mol·L-1,则该温度下0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液的pH为_________。
【化学——物质结构与性质】氢、碳、氮都是重要的非金属元素,它们单质及其化合物在科学研究和工业生产中有重要的应用。(1)下列微粒基态的电子排布中未成对电子数最多的是_______(填序号)a.Fe b.Mn c.Cu d.Cr e.C(2)含氮配合物W的结构如图所示(配位键未标出方向),请在结构图中用“→”标出W中所存在的所有配位键的方向。(3)C、H元素形成的某有机化合物分子中共有16个电子,该分子中键与键的个数比为_______;该有机化合物在一定条件下形成的聚合物中C原子采取_______杂化。(4)N和Cu元素形成的化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式为_______。该化合物的相对分子质量为M,为阿伏加德罗常数。若该晶胞的边长为a pm,则该晶体的密度是_______g.pm。
(1 6分)随着科学技术的进步,硫及其化合物的研究越来越深人。(1)共生工程可以促进化学工业的发展,并改善环境。①下列有关环境问题的说法错误的是________(填序号字母)。a.空气中SO2浓度过高会加重呼吸系统和心脑血管疾病b.SO2、NOx、CO2的大量排放都会造成酸雨c.氮的氧化物和碳氢化合物大量排放可能引发光化学烟雾d.“静电除尘”、“燃煤固硫”、“低碳经济”都能改善空气质量②发电厂产生的SO2尾气中的可直接用氨水吸收,变废为宝。若用15L 2.0 mol氨水充分吸收4480L含10%的SO2硫酸尾气(气体体积已折算成标准状况)。充分反应后吸收液中的溶质为________。③利用发电厂产生的SO2制成以水为电解质的SO2质子交换膜燃料电池,该电池电动势为1. 06V。电池工作时负极反应式为________。(2)将发电厂产生的SO2通人含有Na2S、Na2CO3的废液中可制得Na2S2O3·5H2O,通人SO2过程中的现象是:通了一段时间后,产生气体并析出沉淀,沉淀量逐渐增多;沉淀量逐渐减少并形成清液;停止通SO2,过滤后母液经蒸发浓缩,冷却得Na2S2O3·5H2O晶体(提示:)。上述过程中析出沉淀时发生的氧化还原反应的化学方程式为:________。调节废液中Na2S和Na2CO3的物质的量之比为________,时可以恰好完全反应生成Na2S2O3·5H2O。
(1 7分)碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-748kJ·mol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-565kJ·mol-1(1)在一定条件下N2和O2会转化为NO气体,写出反应的热化学方程式________。(2)为研究不同条件对反应的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.4mol CO,在催化剂存在的条件下发生反应,10min时反应达到平衡,测得10min内v(NO)=7.5×10-3mol/(L·min),则平衡后n(CO)=________mol,关于该平衡的下列说法正确的是________。a.增大压强,平衡一定向右移动b.其它条件不变,升高温度,化学反应速率一定增大c.其它条件不变,若改为在恒压容器中进行,CO的平衡转化率比恒容条件下大d.向平衡后的容器中再充人0. 2mol NO和0.1mol CO,化学平衡常数增大e.达到平衡后v正(NO)=2v逆(N2)(3)其它条件相同,tmin时不同温度下测得NO的转化率如图所示。A点的反应速率v正________v逆(填“>”“<”或“="),A、B两点反应的平衡常数较大的是_________(填“A”或“B")。(4)相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,试分析原因:________.0.1mol·L-1NH4NO3溶液中离子浓度由大到小的顺序是________,常温下NO2-水解反应的平衡常数Kh="________mol" (保留两位有效数字)。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol·L-1,NH3·H2O的电离常数=1.7×10-5mol·L-1)