(14分)A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大。已知：A的最外层电子数等于其电子层数；B的最外层电子数是次外层电子数的两倍；D是地壳中含量最高的元素；D和F、A和E分别同主族；E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素。根据以上信息回答下列问题：
（1）B与D形成化合物BD2的结构式为 。
（2）A、C、D三元素能形成一种强酸甲，写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式 。FD2气体通入BaCl2和甲的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体CD，有关反应的离子方程式为_____。
（3）均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐，其相对分子质量相差16，写出它们在溶液中相互作用的离子方程式为____________________________________；由B、D、E组成的盐溶于水后溶液显碱性，其原因是（用离子方程式表示）_______________。
（4）C2A4─空气燃料电池是一种碱性燃料电池。电解质溶液是20％～30％的KOH溶液。则燃料电池放电时：正极的电极反应式是______________；负极的电极反应式为 。
氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
请回答下列有关含氮物质的问题：
（1）右图是1molNO2和1molCO反应生成CO2 和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式_____________________________________；
恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是___(填序号)。
| A．容器内混合气体颜色不再变化 |
| B．容器内的压强保持不变 |
| C．v逆(NO2)＝v正(NO) |
| D．容器内混合气体密度保持不变 |
（2）汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：
N2(g)＋O2(g)
2NO(g) ΔH>0，已知该反应在2404℃时，平衡常数K＝64×10－4。
该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1 mol/L、4.0×10－2 mol/L和3.0×10－3 mol/L，此时反应_______(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
（3）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。总电池反应为N2H4+O2 = N2+2H2O。该电池放电时，负极的电极反应式是_________。
（4）盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式_____________________________________。
下面是某课外小组从初选后的方铅矿【主要成分PbS，含少量黄铜矿（CuFeS2）中提取硫磺、铜、铅的工艺流程：
（1）黄铜矿（CuFeS2 ）中Fe元素的化合价为 ，提高方铅矿酸浸效率的措施有 （写出两种方法即可）。
（2）过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 ；单质A是 ；在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和
（3）在酸性的FeC12溶液中加入H202溶液，其反应的离子方程式为 。
（4）PbS04与PbS加热条件下反应的化学方程式为． ．将沉淀PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合，沉淀可转化为PbCO3,写出该反应的平衡常数表达式：K＝ 。（己知Ksp(PbSO4）="1.6x" 10－5，Ksp(PbC03）=3.3x10-14）
（5）铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为硫酸。铅蓄电池充放电的总反应方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4
2PbS04+2H20,充电时，铅蓄电池阳极的电极反应式为 。
甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。工业生产甲醇的常用方法是CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＜0。
（1）在25℃、101 kPa下，1 g甲醇（液态）完全燃烧后，恢复到原状态放热Q kJ，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
（2）工业上利用甲醇制备氢气常用的方法之一是甲醇蒸气重整法。此方法当中的一个主要反应为CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)，说明该反应能自发进行的原因 。
（3）甲醇燃料电池由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染、可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。其工作原理如右图，质子交换膜左右两侧的溶液均为1L 1.5 mol/L H2SO4 溶液。
①通入气体a的电极是电池的______________（填“正”或“负”）极，其电极反应式为_______________；
②当电池中有2 mole－发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为__________________（忽略气体的溶解，假设反应物完全耗尽）。
近来，制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
（1）德国克莱斯公司成功研制了甲醇(CH3OH)制氢车载燃料电池工艺，其原理如下流程图所示：
①流程图中，甲醇与水在选择氧化器中反应生成二氧化碳和氢气，写出该反应的化学方程式
②该车载燃料电池的介质为碱性环境，请写出该燃料电池的正极反应式为
（2）美国Bay等工厂成功研制了以甲烷来制取氢气，其生产流程如下图：
①此流程的第Ⅱ步反应为：CO(g)＋H2O(g)
H2(g)＋CO2(g)，该反应的化学平衡常数表达式K＝
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表，在830 ℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有________(填实验编号)。
| 温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1 000 |
| 平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
| 实验编号 |
n(CO) |
n(H2O) |
n(H2) |
n(CO2) |
| A |
1 |
5 |
2 |
3 |
| B |
2 |
2 |
1 |
1 |
| C |
3 |
3 |
0 |
0 |
| D |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
③若400 ℃时，第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2kJ，第Ⅰ步反应的热化学方程式为：CH4(g) ＋ H2O(g) === 3H2(g) ＋ CO(g) ΔH＝－103.3 kJ·mol－1则400 ℃时，甲烷和水蒸反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为：
（3）我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法，下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。
要得出如图所示的实验结果，需要测定的实验数据是 ，本实验的目的是 。
全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题，温家宝总理在“哥本哈根会议”上承诺到2020年中国减排温室气体40%．
（1）降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为2L的恒容密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ/mol．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=___mol/（L•min）；
②氢气平衡时的物质的量浓度为___________；
③下列措施中能使平衡体系中n（CH3OH）/n（CO2）增大的是___________．
| A．升高温度 |
| B．充入He（g），使体系压强增大 |
| C．将H2O（g）从体系中分离出去 |
| D．再充入1mol CO2和3mol H2 |
④当反应达到平衡时， H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入1mol CH3OH和1mol H2O，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2．则c1______c2的关系（填＞、＜、=）．
（2）减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标．如图2所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．将其插入KOH溶液从而达到吸收CO2的目的．请回答：
①通入甲烷一极的电极反应式为___________；
②随着电池不断放电，电解质溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率．
汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO+2CO
2CO2+N2．在密闭容器中发生该反应时c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
① T1＿(填“>”“<”或“=”)T2。
② 在T2温度下，0～2s内的平均反应速率v(N2)=________。
（2）NO2、O2和熔融NaNO3可形成燃料电池，其原理如图所示。通入O2的一极为_______(填“正极”或“负极”)，该电池在使用过程中石墨I电极上生成N2O5，其电极反应式为_________。
下表是元素周期表的一部分，所列字母分别代表一种元素。
| A |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
| |
|
|
|
B |
C |
D |
E |
|
|||||||||
| F |
G |
H |
|
|
|
|
|
||||||||||
| |
|
|
|
|
M |
|
|
|
N |
P |
|
|
|
|
|
|
|
（1）M元素基态原子外围电子排布式为 ；
（2）下列有关说法正确的是 （填序号）；
①B、C、D元素的电负性逐渐增大
②F、G、H元素的第一电离能逐渐增大
③B、G、P三种元素分别位于元素周期表的p、s、d 区
④F、G分别与E组成的物质的晶格能，前者比后者低
⑤A、B和D以原子个数比2：1：1构成的最简单化合物分子中σ键和π键的个数比为3：1
（3）与C的最简单氢化物互为等电子体的离子是 （填化学式）,写出该离子与其等电子的阴离子反应的离子方程式 ；
（4）煤矿瓦斯气体（主要成分为BA4）探测仪是以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动；
①负极的电极反应式为： ；
②正极的电极反应为： ；
③传感器中通过的电流越大，表明BA4的浓度越 。
（5）已知G和稀硝酸反应，还原产物为C2D气体，若硝酸浓度再稀，则还原产物为CA3，并与过量的硝酸反应生成CA4CD3。现将9.6g G与1L1.10mol/L的稀硝酸(过量)充分反应，收集到aL气体（标准状况），同时测得溶液中c(CA4+)=0.08mol/L(假设反应前后溶液体积不变)。
①a＝ L。②反应后溶液pH= 。
高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：
已知：① 2KOH + Cl2 =" KCl" + KClO + H2O（条件：温度较低）
② 6KOH + 3Cl2 =" 5KCl" + KClO3 + 3H2O（条件：温度较高）
③ 2Fe(NO3)3 + 2KClO + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在 （填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；
（2）写出工业上制取Cl2的化学方程式 ；
（3）K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因 ；
（4）与MnO2 — Zn电池类似，K2FeO4 — Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为_____。
（5）在“反应液I ”中加KOH固体的目的是① ，② ；
（6）从“反应液II ”中分离出K2FeO4后，副产品是 （写化学式）。
明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰（含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3）可制备明矾。工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）明矾净水的原理是（用离子方程表示）
（2）操作Ⅰ是 ，操作Ⅱ是蒸发浓缩、 、过滤、 干燥。
（3）检验滤液A中是否存在Fe2+的方法是 （只用一种试剂）
（4）在滤液A中加入高锰酸钾的目的是 ，发生反应的离子方程式为（该条件下Fe2+转化为Fe3+，MnO4- 转化为Mn2+） 。
已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示
| |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
| 开始沉淀时 |
3.4 |
6.3 |
1.5 |
| 完全沉淀时 |
4.7 |
8.3 |
2.8 |
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
根据表中数据解释调pH=3的目的 。
（5）己知:在pH=3、加热条件下，MnO4- 可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为： 。滤渣2含有的物质是 。
（6）以Al和NiO(OH)为电极，KOH溶液为电解液可组成新型、高效电池，充放电过程中，发生Ni(OH)2与NiO(OH)之间的转化，写出放电时电池反应的化学方程式 。
铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛，铝土矿是生产铝及其化合物的重要原料。
（1）铝元素在元素周期表中的位置是____ 。
（2）铝电池性能优越，铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为____ ；
②电池中NaCI的作用是 。
③以铝一空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3（石墨为电极材料）时，电解过程中阳极的电极反应式为 。
④某铝一空气电池的效率为50%，若用其作电源电解500mL的饱和NaCI溶液，电解结束后，所得溶液（假设溶液电解前后体积不变）中NaOH的浓度为0．3 mol·L－1，则该过程中消耗铝的质量为 。（3）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂，聚氯化铝也被用于城市污水处理。
①氯化铝在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式为Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则其结构式为 。
②将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式 。
开发新能源，使用清洁燃料，可以达到提高能效、减少污染的目的。
Ⅰ．由C、H、O三种元素中的两种和三种分别组成的燃料物质甲和乙，其分子中均有氧，且1个乙分子中含有18个电子，则甲和乙分别是________。乙是一种清洁燃料，工业上可用甲和氢气反应制得。
（1）T1温度时，在体积为2 L的密闭容器中充入2 mol甲和6 mol H2，反应达到平衡后，测得c(甲)＝0.2 mol/L，则乙在平衡混合物中的物质的量分数是 。
（2）升高温度到T2时，反应的平衡常数为1，下列措施可以提高甲的转化率的是________（填字母）。
A．加入2 mol甲 B．充入氮气
C．分离出乙 D．升高温度
Ⅱ．（1）甲烷也是一种清洁燃料，但不完全燃烧时热效率降低并会产生有毒气体造成污染。
已知：①CH4(g) + 2O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O(l) ΔH1＝―890.3 kJ/mol
②2CO (g) + O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2＝―566.0 kJ/mol
则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率只是完全燃烧时的________倍（计算结果保留1位小数）。
（2）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
①若使用酸性水溶液做电解质，甲烷燃料电池的负极反应式是________。
若使用熔融Na2CO3做电解质，该电池负极的反应式是 。
若使用燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，可以传导O2—。则在电池内部O2—由____极移向____极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应式为 。
②若B中为氯化铜溶液，当线路中有0.1 mol电子通过时，________（填“a”或“b”）极增重________g。
若B中为足量Mg(NO3) 2和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____ 。
工业上将煤气化过程中生成的CO和H2在一定条件下反应制得甲醇，反应的方程式为：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题：
（1）从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2) =____ ；平衡时CO的转化率为____ 。
（2）该反应的平衡常数表达式为 ；若升高反应温度，该反应的平衡常数将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）若在一定温度下，向一恒压容器中充人1 mol CO、2mol H2和1 mol CH3OH，反应达到平衡时，测得混合气体的密度是同温同压下起始混合气体密度的0.8倍，则到达平衡状态前该反应向____ （填“正”或“逆”）反应方向进行。
（4）根据图二，甲醇分解的热化学方程式为 。
（5）若以甲醇为原料制成燃料电池，在碱性介质中负极的电极反应式为____ 。
CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H="2.8" kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋2H2(g) 的△H= 。
（2）为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验： 在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）△H=" -" 49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率
v（H2）= mol/（L·min）
②该反应的平衡常数表达式为 ，升高温度，平衡常数的数值将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是 。
| A．升高温度 |
| B．充入He（g），使体系压强增大 |
| C．将H2O（g）从体系中分离 |
| D．再充入1molCO2和3molH2 |
④在25℃、101kPa下，1g液态甲醇燃烧生成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________________________。
⑤我们常用的一种甲醇燃料电池，是以甲醇与氧气的反应为原理设计的，其电解质溶液是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式__________________________。
（1）已知N≡N、N﹣H、H﹣H的键能分别为946kJ•mol﹣1、390kJ•mol﹣1、436kJ•mol﹣1．试根据盖斯定律，写出合成氨反应的热化学方程式__________________________________________。
（2）在通常状况下，足量氢氧化钠的稀溶液与含溶质为1mol的稀硫酸完全反应时放出akJ的热量，写出该反应中和热的热化学方程式______________________________________________________。
（3）以镁和铝为电极，以NaOH作电解质溶液，构成原电池时，铝做负极，其电极反应式为__________；
与MnO2﹣Zn电池类似，K2FeO4﹣Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，在反应中还原产物为Fe(OH)3 ,则正极电极反应式为__________________________________________。
粤公网安备 44130202000953号