已知D、E、F均是短周期元素形成的单质, E的氧化物对应的水化物为中强碱,F为黑色固体, A、D为无色气体,B、C的焰色反应呈黄色。它们之间的变化关系如右图所示(个别生成物略去),回答以下问题:(1)写出A与E反应的化学方程式: 。(2)写出与E同周期的最活泼非金属单质的实验室制法的化学方程式: 。(3)写出C的溶液与少量盐酸反应的离子方程式: 。
【改编】(12分)【物质结构与性质】A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前20号元素,其原子序数依次增大。B、C、D、E同周期,A、E同主族,F和其它元素既不在同周期也不在同主族。B、D、E的最高价氧化物的水化物均能互相反应生成盐和水,E的原子半径是同周期原子中最小的。 根据以上信息,回答下列问题: (1)上述B、C、D、E四种元素中第一电离能由小到大的顺序是 ,电负性由大到小的顺序是 ,A、B、D、E离子半径由小到大的顺序为 (填相关元素或离子的符号)。 (2)A和E的氢化物中,沸点较高的是 (填相关物质的分子式);其原因是 。 (3)A和F可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示:则每个晶胞中含阳离子的数目为 ,含阴离子的数目为 ,该离子化合物的化学式为 。
【化学与技术】硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。 (1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为 , 该反应在 中进行(填设备名称)。 (2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分利用热能,采用了多层催化剂且有热交换器的 (填设备名称)中进行反应。在如图所示的装置中,C处流出的气体有 ;SO3进入 (填设备名称)用____ 吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸。 (3)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最 合适的生产条件是 。 (4)吸收塔排出的尾气中SO2的含量如果超过500L/L,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式 。
对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。 (1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化学方程式如下: N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.5kJ·mol-1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H =-483.6 kJ·mol-1; N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H =-92.4 kJ·mol-1。 则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 。 (2)汽车尾气净化的一个反应原理为:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H<0。 一定温度下,将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。 ①NO的平衡转化率为 ,0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时,若保持反应温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。 ②若只改变某一反应条件X,反应由原平衡I达到新平衡II,变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。 (3)某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池,则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变,下列说法正确的是 (填字母代号)。 a.放电过程中,电解质溶液的pH保持不变 b.溶液中的NH4Cl浓度增大,但Cl-离子浓度不变 c.每转移6.021023个电子,则有标准状况下11.2L电极反应物被氧化 d.为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液
【改编】(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。 (1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程: mCeO2(m-x)CeO2xCe+xO2 (m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO 上述过程的总反应平衡常数表达式为 。该反应能量转化方式为 。 (2)CH3OH、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为 。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2OHCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。 (3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。 ①电解过程中发生反应的离子方程式是 ,阴极附近溶液PH (填“不变”、“升高”或“下降”)。 ②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,证明SO42‾已经完全沉淀的方法是 。 现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式 。 ③图中氢氧化钠溶液的质量分数a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中正极上发生的电极反应为 。
选做题结构决定性质,性质体现结构。对结构和性质的研究是学好化学的基础。 (1)科学家通过X射线探明,KCl、MgO、CaO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似(图a所示)。KCl、CaO、MgO三种离子晶体熔点从高到低的顺序是 (2)某晶体的晶胞如图所示,X位于体心,Y位于4个面心,Z位于8个顶点,该晶体中 X、Y、Z的粒子个数比为______________; (3)乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是 。 (4)已知ClO2-为角型,中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为___________,写出CN-的等电子体的分子式__________(写出1个) (5)NH4CuSO3中的金属阳离子的核外电子排布式为 。