运用化学反应原理分析解答以下问题
(1)已知: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △Hl= -91kJ·mol-l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= -24 kJ·mol-l ③CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3= -41 kJ·mol-l
且三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3
则反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H= .
化学平衡常数K= (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)一定条件下,若将体积比为1:2的CO和H2气体通入体积一定的密闭容器中发生反应
3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g),下列能说明反应达到平衡状态是 。
a.体系压强保持不变 B.混合气体密度保持不变
c. CO和H2的物质的量保持不变 d.CO的消耗速度等于CO2的生成速率
(3)氨气溶于水得到氨水。在25℃下,将x mol.L-l的氨水与y mol.L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,则c(NH4+)____c(Cl-)(填“>”、“<”、“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数 .
(4)科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入NH3。其电池反应式为:4NH3+3O2 = 2N2+6H2O,电解质溶液应显 (填“酸性”、“中性”、“碱性”),
写出正极的电极反应方程式 .
X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的六种短周期元素,常温下,六种元素的常见单质中三种为气体,三种为固体。X与M,W与Q分别同主族, X是原子半径最小的元素,且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子,W是地壳中含量最多的元素。试回答下列问题:
(1)W、M、Q四种元素的原子半径由大到小的排列顺序是 > > (用元素符号表示)。
(2)元素M和Q可以形成化合物M2Q,写出M2Q的电子式 。
(3) Z、W、Q三种元素的简单气态氢化物中稳定性最强的是 ,沸点最低的是 。(用分子式表示)
(4) W的一种氢化物含18个电子, 该氢化物与QW2化合时生成一种强酸,其化学方程式为 。
(5)由X、Z、W、Q四种元素中的三种元素可组成一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,则该反应的化学方程式为 。
(6)由X、Z、W、Q四种元素组成的阴阳离子个数比为1:1的化合物A,已知A既能与盐酸反应生成气体,又能与氢氧化钠的浓溶液反应生成气体,且能使氯水褪色,写出A与足量氢氧化钠溶液在加热条件下反应的离子方程式 。
(7)分子式为X2Y2W4的化合物与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K+)> > > >c(OH-)。将2mL 0.1mol/L X2Y2W4的溶液和4mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液混合,发现开始溶液颜色变化不明显,后溶液迅速褪色。解释原因 。
(14分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种第三周期元素,其单质及其化合物的性质或结构信息如下表所述。
元素 |
A |
B |
C |
D |
性质 结构 信息 |
工业上常用电解熔融AD2制取A的单质。 |
B的最外层电子数比最内层电子数多1。 |
C的最高价氧化物的水化物经聚合、脱水,可作袋装食品干燥剂。 |
D的一种气态氧化物甲对空气的相对密度为3,它溶于水得到单一溶质的弱酸性溶液(有漂白性),该溶液光照后酸性增强。 |
请按要求回答下列问题:
(1)工业上制取A的单质的化学方程式: 。
(2)在25oC、10l kPa下,已知13.5g的B的固体单质在D的气体单质中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ,该反应的热化学方程式是 。
(3)Sn与元素C同主族,周期数比元素C的大2.则Sn的原子序数为 ;配制SnCl2溶液时需用盐酸溶解其晶体,其目的是 。
(4)甲中各原子都满足8电子稳定结构,其电子式为 ;甲溶于水后光照一段时间溶液酸性增强的原因(用离子方程式表示) 。
(5)将A的单质、B的单质棒用导线连接后插入稀NaOH溶液中。写出负极反应的电极方程式 。
(12分)Ⅰ.(1)AgNO3的水溶液呈 (填“酸”、“中”、“碱”)性,常温时的pH 7(填“>”、“=”、“<”),原因是(用离子方程式表示): ;实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以 ________(填“促进”、“抑制”)其水解。
(2)在配制硫化钠溶液时,为了防止发生水解,可以加入少量的 。
Ⅱ. 已知水在25 ℃(A)和T ℃(B)时,其电离平衡曲线如图所示:
(1)25 ℃时,将pH=3 的H2SO4溶液与pH=10的NaOH溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则H2SO4溶液与NaOH溶液的体积比为 。
(2)T ℃时,若10体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强Ⅰ碱的pH2之间应满足的关系是 。
(3)曲线B对应温度下,pH=3的HCl溶液和pH=9的某碱溶液等体积混合后,混合溶液的pH>7。请分析其原因: 。
下表为元素周期表的一部分:
族 周期 |
|
|
|
|||||
1 |
① |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
② |
|
|
3 |
③ |
|
|
④ |
|
⑤ |
⑥ |
|
Ⅰ.用化学用语回答下列问题:
(1)写出元素④在周期表中的位置: ;
(2)②③⑤的原子半径由大到小的顺序为 ;
(3)④⑤⑥的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 ;
(4)①②③⑥中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中两种化
合物的电子式: 。
Ⅱ.由上述部分元素组成的物质间,在一定条件下,可以发生下图中的变化,其中A是一
种淡黄色固体。则:
(1)写出固体A与液体X反应的离子方程式: ;
(2)气体Y是一种大气污染物,直接排放会形成酸雨。可用溶液B吸收,当B与Y物质的量之比为1∶1且恰好完全反应时,所得溶液D的溶质为 (填化学式);已知溶液D显酸性,则D溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 ;
(3)在100 mL 18 mol/L的F浓溶液中加入过量铜片,加热使之充分反应,产生气体的体积(标况下)可能为: 。
A.40.32 L B.30.24 L C.20.16 L D.13.44 L
2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失,市疾控中心紧急采购消毒药品,以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体,请回答下列问题:
(1)下列方程中H2O2所体现的性质与其可以作为消毒剂完全一致的是 。
A.BaO2+2HClH2O2+BaCl2
B.Ag2O+H2O2 =2Ag+O2+H2O
C.2H2O22H2O+O2↑
D.H2O2+NaCrO2+NaOH=Na2CrO4 +H2O
(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态H2O2为助燃剂。已知:
N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=" -" 534 kJ·mol-1
H2O2(1)=H2O(1)+1/2O2(g) △H=" -" 98.64 kJ·mol-1
H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-l
则反应N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)的△H= ,
该反应的△S= 0(填“>”或“<”)。
(3)H2O2是一种不稳定易分解的物质。
①如图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图,请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图
②实验证实,往Na2CO3溶液中加入H2O2也会有气泡产生。已知常温时H2CO3的电离常数分别为Kal=4.3×l0-7,Ka2 =" 5.0" ×l0-11 。Na2CO3溶液中CO32-第一步水解常数表达式Khl= ,常温时Khl的值为 。若在Na2CO3溶液中同时加入少量Na2CO3固体与适当升高溶液温度,则Khl的值
(填变大、变小、不变或不确定)。
(4)某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响,实验结果如图1、图2所示。
注:以上实验均在温度为20℃、w(H2O2)=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg·L-l的条件下进行。图1中曲线a:H2O2;b:H2O2+Cu2+;c:H2O2+Fe2+;d:H2O2+Zn2+;e:H2O2+Mn2+;图2中曲线f:反应时间为1h;g:反应时间为2h;两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关)。
由上述信息可知,下列叙述错误的是 (填序号)。
A.锰离子能使该降解反应速率减缓
B.亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C.海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D.一定条件下,铜离子浓度一定时,反应时间越长,海藻酸钠溶液浓度越小
氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。
(1)实验室采用如下图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去)。
① 仪器A的名称是 。
② 装置B中发生反应的离子方程式是 。
③如果浓盐酸不能顺利滴下,可能的原因是 。
④装置Ⅳ中盛装的试剂是 ,其作用是 。
(2)在CuCl2溶液转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色。小组同学欲探究其原因。
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
(aq) +4Cl-(aq)(aq) +4H2O(l)
蓝色 黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K= 。
②现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法
a. b 。
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的过程中要加入盐酸的目的是 。
下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息,请推断后回答:
元素 |
有 关 信 息 |
A |
元素主要化合价为-2,原子半径为0.074 nm |
B |
所在主族序数与所在周期序数之差为4 |
C |
原子半径为0.102 nm,其单质为黄色晶体,可在A的单质中燃烧 |
D |
最高价氧化物的水化物能按1︰1电离出电子数相等的阴、阳离子 |
E |
原子半径为0.075 nm,最高价氧化物的水化物可与其氢化物形成一种盐X |
(1)写出C元素在周期表中的位置 ,写出D元素最高价氧化物的水化物电子式 ;
(2)写出B单质与水反应的离子方程式 ;
(3)元素A和D形成的某种化合物可作为呼吸面具中氧气的来源,写出得到氧气反应的主要化学方程式 ;
(4)X的水溶液显 (填“酸”、“碱”或“中”)性,用离子方程式解释其原因是 ;
(5)已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同,Y与空气组成的燃料电池中,电解质溶液是30%的KOH溶液,该电池放电时正极的电极反应式为 ;
(6)若使用Y—空气燃料电池精炼铜,当得到精铜80 g时,燃料电池中转移的电子数为 NA。
A、B、X、Y、Z、W六种短周期主族元素,A是地壳中含量最多的金属元素,短周期主族元素中B的原子半径最大,X、Y、Z、W元素在周期表中的相对位置如下图所示,其中Z元素原子最外层电子数是电子层数的2倍。请回答下列
问题:
(1)W的最高价氧化物化学式是 ;Z的原子结构示意图为 。
(2)A、B各自最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为 。
(3)AW3可用于净水,其原理是 。(请用离子方程式表示)
(4)工业合成X的简单气态氢化物是放热反应。下列措施中既能提高
反应速率,又能提高原料转化率的是 。
a.升高温度
b.加入催化剂
c.将X的简单气态氢化物及时移离
d.增大反应体系的压强
(5)标准状况下,2.24L X的简单气态氢化物被200 mL l mol L-1X的最高价氧化物对应的水化物溶液吸收后,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是(用离子符号表示) 。
(6)WY2在杀菌消毒的同时,可将剧毒氰化物氧化成无毒气体而除去,写出用WY2(沸点9.9℃)氧化除去CN-的离子方程式 。
下表为元素周期表的一部分:
族 周期 |
|
|
|
|||||
1 |
① |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
② |
|
|
3 |
③ |
|
|
④ |
|
⑤ |
⑥ |
|
Ⅰ.请参照元素①-⑥在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)写出元素②的离子结构示意图______________。
(2)②、③、⑤的离子半径由大到小的顺序为_________________________。
(3)元素④与⑥形成化合物的电子式是_________________________。
Ⅱ.由上述部分元素组成的物质间,在一定条件下,可以发生下图所示的变化,其中A是一种淡黄色固体。请回答:
(4)写出固体A与液体X反应的离子方程式 。
(5)气体Y是一种大气污染物,直接排放会形成酸雨。可用溶液B吸收,当B与Y物质的量之比为1:1且恰好完全反应时,所得溶液D。已知溶液D显酸性,则D溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 。
(6)在500℃,101kPa时,气体C与气体Y反应生成0.2mol气体E时,放出akJ热量,写出该条件下反应的热化学方程式 。
(7)若气体C与Y在恒容绝热的条件下反应,下列说法能判断达到平衡状态的是 。
A.温度不变 B.气体总压强不变 C.混合气体的密度不变 D.混合气体的平均分子量不变
10℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50℃ |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
甲同学认为,该溶液的pH值升高的原因是HCO3-的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为 。
乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3。
丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为:___________________________
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则 (填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是 。
A、Ba(OH)2溶液 B、BaCl2溶液 C、NaOH溶液 D、澄清石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10℃,若溶液的pH等于8.3,则 (填“甲”或“乙”)判断正确。
(3)常温下,在测得PH都等于9的NaOH溶液和Na2CO3溶液中,由水电离的OH—浓度分别为amol /L和bmol /L,则a与b的比值= 。
催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。
(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向。图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①若要使CH3OH与O2反应主要生成HCHO,则应选择 (有催化剂或无催化剂)条件。
②2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H= 。
③在稀硫酸催化下,甲醛、乙醛等简单醛可以通过反应生成环状聚合物。写出三聚乙醛(六元环)的结构简式: 。
④甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会影响Ag催化剂的活性,用氨水可以溶解除去其中的AgCl,
写出该反应的离子方程式: 。
(2)某兴趣小组利用甲醇设计成燃料电池图,通入甲醇的物质的量为n(CH3OH)。
①当0<n(CH3OH)≤2mol 时,电池反应式为
②当n(CH3OH)="3mol" 时,溶液中离子浓度的大小关系为
③当3mol<n(CH3OH) ≤4mol 时,负极反应式为
醋酸是中学常用的一种弱酸。
(1)取0.10mol CH3COOH作导电性实验,测得其导电率随加入的水量变化如图所示:
①开始时导电率为0说明: 。
② 比较a、b点的相关性质(填“>”、“<”、“=”):n(H+):a b;c(CH3COO-):a b;完全中和时消耗NaOH的物质的量:a b;
③若b点时,溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L,c(H+)=1.3×10-3mol/L,则此时c(CH3COO-)约为 mol/L;计算b点时醋酸的电离平衡常数,写出计算过程 。
(2)已知:H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) △H1="-57.3" kJ/mol
CH3COOH(aq) H+(aq) +CH3COO-(aq) △H2="+1.3" kJ/mol
写出稀醋酸与稀烧碱溶液反应的热化学方程式: 。
(3)室温下,取浓度均为0.10mol/L的醋酸与醋酸钠溶液等体积混合后,测得其pH<6,写出混合溶液中的物料守恒关系式 ;并列出其中的离子浓度大小顺序(由大到小) 。
(Ⅰ)常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验 编号 |
HA的物质的量浓度(mol·L-1) |
NaOH的物质的量浓度(mol·L-1) |
混合后溶液的pH |
甲 |
0.1 |
0.1 |
pH=a |
乙 |
0.12 |
0.1 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=10 |
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还弱酸?
。
(2)乙组混合溶液中离子浓度c(A-)和c(Na+)的大小关系是 。
A.前者大 B.后者大 C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):c(Na+)-c(A-)= mol/L。
(Ⅱ)某二元酸(分子式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B=H++HB-;HB-H++B2-
回答下列问题:
(5)在0.1 mol/L的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是 。
A.c(B2-)+c(HB-)=0.1 mol/L
B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol/L
C.c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
D.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
环境中常见的重金属污染物有:汞.铅.锰.铬.镉。处理工业废水中含有的和,常用的方法有两种。
方法1 还原沉淀法该法的工艺流程为
。
其中第①步存在平衡2(黄色)+2H+(橙色)+H2O。
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式_________________________________。
(2)关于第①步反应,下列说法正确的是________。
A.通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B.该反应为氧化还原反应
C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色
(3)第②步中,还原0.1 mol ,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成Cr(OH)3外,还可能生成的沉淀为________。在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1时,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程):______________________________________________。
方法2 电解法
(5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含的废水,电解时阳极反应式为________,阴极反应式为________,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是________________________。