(14分)在1.0L密闭容器中放入l.0molX(g),在一定温度进行如下反应:
X(g)Y(g) +Z(g)△H=akJ.mol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
回答下列问题:
(1)实验测得,随温度的升高反应的平衡常数K增大,则△H__________0(填>、<或=)
(2)其他条件不变时,为使平衡向右移动,采用的下列措施可行的是__________。
A.缩小容器容积 B.及时分离出Y、Z C.使用合理的催化剂 D.升高体系温度
(3)计算平衡时X的转化率为__________,该温度下反应的平衡常数值为:___________。
(4)由总压强p和起始压强po表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物X的物质的量n(X),则n(总)=__ mol,n(X)=__ mol,反应物X的转化率a(X)的表达式为__________。
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将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
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(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾,光化学烟雾中含有 NOx、(PAN)、HCOOH、等二次污染物。
①1mol PAN中含有的σ键数目为_______。PAN中C、N、O种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中中心离子的配位数为________,中心离子的核外电子排布式为_______________。
③相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3____(填“高”或“低”),其原因是_______________________________________。
(2)PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。
①(NH4)2SO4晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 e.氢键
②NH4NO3中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
(3)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β—射线吸收法,β—射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个,晶胞中Kr原子为n个,则m/n=_____(填数字)。
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过渡金属钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有用途。
(1)钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点,是钛系储氢合金的代表。
①Ti的基态原子价电子排布式为_________。
②Fe元素在周期表中的位置是_________。
(2)制备 CrO2Cl2的反应为 K2Cr2O7+3CCl4=2KCl+2 CrO2Cl2+3COCl2↑。
①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序________。(用元素符号表示)
②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中π键和σ键的个数比为____,中心原子的杂化方式为_______。
(3)NiO、FeO的晶体结构均与NaCl的晶体结构相似,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分別为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。则熔点:FeO_____(填“>”“<”或“=” )NiO。
(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在中国已实现了产业化.该合金的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为__________。
②已知该晶胞的摩尔质量为Mg/mol,密度为dg/cm3。设NA为阿伏加徳罗常数的值,则该晶胞的体积是_______(用含M、d、NA的代数式表示)。
③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较温定。
已知:a=511pm,c=397pm;标准状况下氢气的密度为8. 98×10-5g/cm3;
。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为________。
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二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
(1)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等。已知:
甲醇合成反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1
二甲醚合成反应:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-24.5kJ·mol-1
则由H2和CO2制备二甲醚2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H____kJ·Mol-1
(2)甲醇是一种可再生的清洁能源,具有开发和应用的广阔前景。
已知:25℃,1.01×105Pa时,1.6g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出36.29kJ的热量,写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式________________________________。
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理,在硝化细菌的作用下,将NH4+氧化为NO3-(2NH4++3O2=2HNO2+2H2O+2H+;2HNO2+O2=2HNO3)。然后加入甲醇,甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中,1.0g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧气的质量为_______g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式:_______________________________________。
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电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:
①图中A极要连接电源的______(填“正”或“负”)极。
②精制饱和食盐水从图中_____位置补充,氢氧化钠溶液从图中____位置流出。(选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”或“f”)
③电解总反应的离子方程式是___________________________________。
(2)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时NO2发生反应的电极反应________________________________。
②若有标准状况下2.24LNO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为__________mol。
(3)为了减缓钢制品的腐蚀,可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融盐,由有机阳离子、A12C17-和AlCl4-组成。
①钢制品应接电源的________极。
②己知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为________________。
③若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极电极反应式为_______________________。
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【化学——选修3:物质结构与性质】
有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是 。
(2)A、B、C 三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为 (用化学式表示)。
(3)A的最简单氢化物分子的空间构型为_______,其中A原子的杂化类型是________。
(4)A的单质中δ键的个数为 ,π键的个数为 。
(5)写出基态E原子的价电子排布式: 。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a =________cm。(用ρ、NA的计算式表示)
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【化学选修——化学与生活】
铝是一种重要的金属,在生产、生活中具有许多重要的用途,如下框图是从铝土矿中制备铝的工艺流程:
已知:①铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质;②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应,能生成硅铝酸盐沉淀,化学方程式为: 2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O===Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH
回答下列问题:
(1)溶解铝土矿时,发生反应的离子方程式为 、 ________。
(2)滤渣A的主要成分是 ;硅铝酸盐沉淀写成氧化物的形式是 。
(3)在工艺流程第三步中,选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是 。
(4)若该工厂用mkg铝土矿共制得nkg Al(假设每步反应进行完全),则铝土矿中Al2O3的质量分数为 。
(5)若将铝溶解,下列试剂中最好选用 (填编号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀HNO3 D.浓HNO3
(6)电解冶炼铝时用Na3AlF6作助熔剂,Na3AlF6是配合物,其中内界是 ,配位数为 。
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某混合溶液中可能含有的离子如下表所示:
可能大量含有的阳离子 | H+、Ag+、Mg2+、Al3+、NH4+、Fe3+ |
可能大量含有的阴离子 | Cl-、Br-、I-、CO32—、AlO2— |
为探究其成分,进行了以下探究实验。
(1)探究一:
甲同学取一定量的混合溶液,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入氢氧化钠溶液的体积(V)的关系如图所示。
①该溶液中一定不存在的阳离子是 ,
一定不存在的阴离子是 ;含有的阳离子其对应物质的量浓度之比为 ;
②请写出沉淀减少过程中发生反应的离子方程式________ 。
(2)探究二:
乙同学检测到该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-,若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl2,溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积(标准状况)的关系如下表所示,分析后回答下列问题:
Cl2的体积(标准状况) | 11.2 L | 22.4 L | 28.0 L |
n(Cl-) | 2.5 mol | 3.5 mol | 4.0 mol |
n(Br-) | 3.0 mol | 2.5 mol | 2.0 mol |
n(I-) | x mol | 0 | 0 |
①当起始至通入Cl2的体积为22.4 L时,溶液中发生反应总的离子方程式为 ;
②原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为 。
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无色透明溶液中可能含有下列离子:K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、NO3—、SO42—、HCO32—、Cl-,取该溶液进行如下实验:
①用蓝色石蕊试纸检测该溶液,试纸显红色;
②取原溶液少许,加入铜片和稀硫酸共热,产生无色气体,该气体遇空气立即变为红棕色;
③取原溶液少许,加入氨水有白色沉淀生成,继续加入过量氨水,沉淀不消失;
④取原溶液少许,滴入氯化钡溶液产生白色沉淀;
⑤取实验④后的澄清溶液,滴入硝酸银溶液产生白色沉淀,再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。
请回答下列问题:
(1)根据上述实验判断原溶液中上述离子肯定存在的是 ,肯定不存在的是 。
(2)写出与②③两个实验有关的离子方程式:
② , ③ 。
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