环境监测显示,某地市的主要气体污染物为SO2,NOx,CO等,其主要来源为燃煤、机动车尾气。进行如下研究:
(1)为减少燃煤对SO2的排放,可将煤转化为清洁燃料水煤气(CO和H2)。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式______;
(2)汽车尾气中NO是在发动机气缸中生成的,反成为:N 2(g)+O 2(g) 2NO(g) △H>0
①将含0.8 mol N2和0.2molO2(近似空气组成)的混合气体充入某密闭容器中,保持1300℃反应达到平衡,测得生成8×10-4molNO 。计算该温度下此反应的化学平衡常数K=_______(填近似计算结果)。
②汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时问内NO排放最越大,原因是______________。
(3)利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并利用阴极排出的溶液吸收NO2。
①电极A的电极反应式为________________;电极B的电极反应式为_____________。
②碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时生成SO32-。该反应的离子方程式为_______________。
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Ⅰ.室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液的体积变化),实验数据如下表:
实验序号 | 起始浓度/(mol·L-1) | 反应后溶液的pH | |
c(HA) | c(KOH) | ||
① | 0.1 | 0.1 | 9 |
② | x | 0.2 | 7 |
请回答:
(1)HA溶液和KOH溶液反应的离子方程式为________。
(2)实验①反应后的溶液中由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1;x________0.2mol·L-1(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列关于实验②反应后的溶液说法不正确的是________(填字母)。
a.溶液中只存在着两个平衡
b.溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1mol·L-1
c.溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
Ⅱ.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-572kJ·mol-1。某氢氧燃料电池以疏松多孔石墨棒为电极,KOH溶液为电解质溶液。
(4)写出该电池工作时负极的电极反应式________。
(5)若该氢氧燃料电池每释放228.8kJ电能时,会生成1mol液态水,则该电池的能量转化率为________。
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向一容积为5L的恒容密闭容器内,充入0.2molCO和0.4molH2O,在一定条件下发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH>0。反应中CO2的浓度(c)随时间(t)的变化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是________(填序号)。
①H2O的质量不再变化
②混合气体的总压强不再变化
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
④单位时间内生成amolCO,同时生成amolH2
(2)0~10min时段,反应速率v(H2)=________;反应达到平衡时,c(H2O)=________,CO的转化率为________。
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已知 X、Y、Z、Q、R、E六种元素中,原子序数X<Y<Z<Q<R<E,其结构或性质信息如下表。
元素 | 结构或性质信息 |
X | 原子的L层上s电子数等于p电子数。 |
Y | 原子核外的L层有3个未成对电子。 |
Z | 在元素周期表的各元素中电负性仅小于氟。 |
Q | 单质常温、常压下是气体,原子的M层上有1个未成对的p电子。 |
R | 核电荷数是Y与Q的核电荷数之和 |
E | 原子序数比R大3 |
请根据信息回答有关问题:
(1)元素Y的原子核外共有_____种不同运动状态的电子,有______种不同能级的电子。
(2)X、Y、Z三种元素的电负性由高到低的排列次序依次为(写元素符号)_______。
(3)R的最高化合价为_____________。R的一种配合物的化学式为RCl3·6H2O。
已知0.01 mol RCl3·6H2O在水溶液中用过量硝酸银溶液处理,产生0.02 mol AgCl沉淀。此配合物最可能是___________。
A.[R(H2O)6]Cl3 B.[R(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C.[R(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D.[R(H2O)3Cl3]·3H2O
(4)元素E能形成八面体构型的配合物离子[E (YH3) x Q 2]+,则中心离子为(写化学式)_______,配位体为(写化学式)_______________________,x 的值为______。
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X、Y、Z、W、Q、R六种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z基态原子核外有三个未成对电子,Y、Z、W分别与X形成常见化合物的分子结构依次为正四面体、三角锥形和V形,Q的各级电离能如下表,W与R是同族元素。
Q | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | … |
电离能(kJ/mol) | 496 | 4562 | 6912 | 9543 | 13353 | … |
回答下列有关问题:
(1)W原子的价电子排布图为_______________________________。
(2)化合物X 2W2的电子式______________,化合物XYZ的结构式________________。
(3)RW3分子中的键角___________,RW32-分子的立体构型是_______________形。
(4)YW2中的化学键类型为_________共价键(填“极性”或“非极性”),根据等电子原理,指出与YW互为等电子体且含有Z原子的微粒有________(要求写一种即可)。
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今有aX、bY、cZ三种元素。已知:①各原子序数a、b、c均小于20,且a+b+c=25; ②元素Y的原子价电子构型为ns2npn+2; ③X和Y在不同条件下可形成X2Y和X2Y2两种化合物,Y和Z在不同条件下可形成ZY和ZY2两种化合物; ④Z的硫化物的相对分子质量与Z氯化物的相对分子质量之比为38︰77。回答下列问题:
(1)X2Y2属于________ 化合物(填“离子”或“共价”),该化合物中化学键类型有:___________________。
(2)Z的硫化物的VSEPR模型为_________________,分子空间构型为______________;Z的氯化物的VSEPR模型和分子空间构型分别是_______________、_____________, Z原子在硫化物、氯化物中分别以 ___________杂化轨道成键,根据原子轨道成键方式分,Z的硫化物分子中含有的键的种类及数目是 ________________ 、__________________。
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A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1) A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,写出A元素最外层电子的轨道表示式___________,A元素形成的气态氢化物中A原子的杂化类型为__________。
(2) B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为_______,C的元素符号为______。
(3) D元素的正三价离子的3d亚层为半充满,D的元素符号为_____,其基态原子的电子排布式为_______________。
(4) E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为________,其基态原子的电子排布式为_________________。
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下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是___________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子名称为_________。
(3)④ ⑤ ⑥ ⑦四种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________(用元素符号表示)。
(4)按原子轨道的重叠方式,③与⑥形成的化合物中σ键有______个,π键有______个。
(5)某元素的特征电子排布式为nsnnpn+1,该元素原子的核外最外层电子的孤对电子数为_______;该元素与元素①形成的分子X的空间构形为___________。
(6)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:__________________。
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钴的化合物用途广泛。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoCl2·6H2O粗品的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110℃~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
请回答下列问题:
(1)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式:_____________________________。
(2)加入NaClO3的作用是_______。
(3)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图所示。向“滤液II”中加入萃取剂的主要目的是_______,使用萃取剂时最适宜的pH是_____(填字母序号)。
A. 2.0~2.5 B. 3.0~3.5 C.5.0~5.5 D.9.5~9.8
(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下,Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=________。
(5)制得的CoCl2·6H2O粗品经进一步提纯得到CoCl2·6H2O晶体,在烘干晶体时需采用减压烘干,其原因是________。
(6) 某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=== LixC6。在电池充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式
__________________________________。
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按要求回答以下问题:
(1)常温下0.01mol/L HCl溶液由水电离产生的c(H+)与PH=11的CH3COONa溶液中由水电离产生的c(OH-)之比为________。
(2).实验室中配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入硝酸目的是______________________;AgCl在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。25℃时,现将足量AgCl分别放入:①100mL蒸馏水;②100mL 0.2mol•L-1AgNO3溶液;③100mL 0.1mol•L-1氯化镁溶液;④100mL 0.1mol•L-1氯化钠溶液.充分搅拌后,相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是___________________ (填写序号)。
(3)若浓度均为0.1mol·L-1、等体积的NaOH和NH3·H2O分别加水稀释m倍、n倍,稀释后两种溶液的pH都变成9,则m_______n (填“>”“<”或“=”)。
物质的量浓度相同的①NH4Cl,②CH3COONH4,③NH4HSO4,④NH3·H2O四种稀溶液中,NH4+浓度由大到小的顺序是(填序号)_______
25℃时,将0.2mol/L CH3COOH溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液PH<7,写出溶液中所有离子浓度的大小顺序__________________________________,此时混合溶液___________(填“促进”或“抑制”)水的电离,溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO—)_______0.1mol/L(填“>”“<”或“=”);若保持温度不变,向体积相同、PH=2的盐酸和醋酸溶液分别加等浓度的氢氧化钠溶液至PH=7,盐酸所需氢氧化钠溶液的体积______醋酸所需氢氧化钠溶液的体积(填“>”“<”或“=”)。
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