四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示,其中Y元素原子最外层电子数是其电子层数的3倍。
请回答下列问题:
(1)元素W的最高价氧化物对应的水化物的化学式为 ;
(2)这些元素的氢化物中,水溶液碱性最强的化合物是 (写化学式);
(3)X、Y、Z、W形成的简单阴离子半径大小顺序为 (用离子符号填空);证明W的非金属性比强Z的最简单方法是 (用化学方程式填空);
(4)Z的低价氧化物通入W的单质形成的水溶液中反应的化学方程式: ;
(5)Z的低价氧化物能与Y的单质在一定体积的密闭容器反应,该反应属于 (填“可逆反应”或“非可逆反应”),反应速率与时间关系如图所示,t1到t2反应速率逐渐加快的原因是 ,在 (填“t1”“t2”或“t3”)时达到平衡;对该反应,下列说法正确的是 。
A.Y的单质是氧化剂
B.混合气体的密度不再改变,可以判断反应达到平衡状态
C.Z的低价氧化物能使品红褪色
D.反应达到平衡状态时,反应停止
(6)将一定量的W单质通入30 mL浓度为10.00 mol/L的氢氧化钠浓溶液中,加热少许时间后溶液中形成NaW、NaWO、NaWO3共存体系,则消耗的W单质的物质的量为 。
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蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。根据你所学的知识回答下列问题:
(1)碳元素在周期表中的位置是 ,甲烷是其简单气态氢化物,与水比较不稳定的是 ;
已知1g甲烷完全燃烧生成液态水时放热55.6kJ·mol-1,写出该反应的热化学方程式 。
(2)碳有多种同素异形体,C60所属的晶体类型为________ ;金刚石熔化时破坏的作用力是 ;
金刚石、石墨的能量关系如图所示,则等质量的金刚石和石墨完全燃烧 (填“金刚石”或“石墨”)
放出热量更多,写出石墨转化为金刚石的热化学方程式 。
(3)工业上常利用甲烷制氢气,反应方程式为:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+160 kJ·mol-1;,现向容积为2L的密闭容器中分别通入2mol的甲烷和水蒸气,4s时测得氢气的反应速率为0.3mol.L-1.s-1,则4s时剩余的甲烷的浓度为 ,反应 (填“放出”或“吸收”)热量;上述反应可以通过电解池来实现,电解液为硫酸钠溶液,电解过程能量的转化形式为 。
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在已经发现的一百多种元素中,除稀有气体外,非金属元素只有十多种,但与生产生活有密切的联系。
(1)为了提高煤的利用率,常将其气化为可燃性气体,主要反应是碳和水蒸气反应生成
水煤气,化学反应方程式为 。
(2)氮是动植物生长不可缺少的元素,合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,反
应如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
①合成氨的反应中的能量变化如右图所示。
该反应是 反应(填“吸热”或“放热”),其原因是反应物化学键断裂吸收的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物化学键形成放出的总能量。
②在一定条件下,将一定量的N2和H2的混合气体充入某定容密闭容器中,一段时间后,下列叙述不能说明该反应达到平衡状态的是 (填序号)。
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.单位时间内断裂3 mol H-H键的同时断裂6 mol N-H键
C. N2 、H2 、NH3的物质的量之比为1:3:2
D.容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
(3)目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)
+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在体积为1 L的密闭容器中,充入1 molCO2和3 molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
①从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v (H2)= 。
②达平衡时容器内平衡时与起始时的压强之比 。
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本题分为选做题(a)、(b)两道平行题,分值一样,可根据高一课程学习情况选择其中一道题完成作答,若二道题均作答,则按(a)题给分。
(a)有H、N、O、Na、Cl五种短周期主族元素。
(1)写出氯离子的原子结构示意图________,写出水分子的电子式________。
(2)NH4NO3是_______化合物(填“离子”或“共价”)。
(3)氯气是有毒气体,写出用饱和氢氧化钠溶液吸收氯气的离子方程式:_____________。
(4)金属元素铁是中学化学常见元素,将铁单质浸入氯化铁溶液中,该反应的离子方程式为__________。
(5)请依据(4)中的反应,设计一个原电池。要求:画出实验装置图,注明电解质溶液名称、正负极及正负极材料,并标出电子移动方向,写出电极反应式。
正极反应式:___________________,负极反应式:___________________。
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(共11分)(1)下列说法正确的是
A.化学反应的实质就是旧化学键的断裂,新化学键的形成,在化学反应中,反应物转化为生成物的同时,必然伴随着能量的变化
B.钢铁的电化腐蚀中,吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应都为:Fe-2e- = Fe2+
C.可逆反应在一定条件下,有一定的限度,当反应进行到最大限度后,反应物就不再转化为生成物
D.放热反应发生时,不一定要加热。但吸热反应必须要加热才能发生
(2)在 101 kPa 时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ 热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为 ;
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g);
下图表示该反应进行过程中能量的变化。(单位为:kJ·mol-1)该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。△H 0(填“>”或“<”)。
(4)比较下面各组热化学方程式,△H1<△H2的是 (即前一反应放热较多的是) 。
A.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g ) △H1 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(1) △H2
B.S(g) + O2(g) = SO2(g ) △H1 S(s) + O2(g) = SO2(g ) △H2
C.C(s) + 1/2O2(g) =CO (g ) △H1 C(s) +O2(g) =CO2 (g ) △H2
D.H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g ) △H1 1/2H2(g) +1/2 Cl2(g) =HCl(g ) △H2
(5)101 kPa条件下,14g N2和3g H2反应生成NH3的能量变化如下图示意:
又已知:①已知b=1173;
②25 ℃、101 kPa下N2(g)+3H2 (g) 2 NH3 (g) △H =-92 kJ·mol-1
则a = 。
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(9分)下表是元素周期表的一部分,请针对表中所列标号为①~⑩的元素回答下列问题。
(1)非金属性最强的元素是______(填元素符号,下同),形成化合物种类最多的元素是____________。
(2)第三周期元素除⑩外原子半径最小的是______(填元素符号),这些元素的最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是__________(填化学式,下同),具有两性的是____________。
(3)⑤⑥⑦单质的活泼性顺序为______>______>______(填元素符号),判断的实验依据是_______(写出一种)。
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(12分)A、B、C、D是四种常见的有机物,其中,A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25 g/L ,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一;C的分子式为C2H4O2;B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物有特殊的香味;A、B、C、D在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已省略):
根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题:
(1)B中所含官能团名称:________________,C中所含官能团名称______________
(2)丙烯酸(CH2 = CH — COOH)的性质可能有( )
① 加成反应 ②取代反应 ③加聚反应 ④中和反应 ⑤氧化反应
A.只有①③ B.只有①③④ C.只有①③④⑤ D.①②③④⑤
(3)写出下列反应方程式
①AB:_______________________________反应类型:________________
②丙烯酸 + B丙烯酸乙酯 :__________________________ 反应类型:______________
(4)聚丙烯酸的结构简式______________,丙烯中最多有_____________个原子共面。
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氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。,
在定容2升密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生反应,平衡时N2转化率为20%:
当反应达到平衡时,H2的浓度是
目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下发生发应,
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如下图1所示:
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_________________
500℃达平衡时,CH3OH(g)的体积分数为 。
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有A、B、C、D、E五种短周期元素,且相邻的A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子,在周期表中的位置如图所示。E的氢氧化物是两性氢氧化物;E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构相同。请回答下列问题:
(1)A在元素周期表中的位置 。
B的最高价氧化物化学式为 。
写出C元素气态氢化物的电子式 。
(2)D的单质与水反应的化学方程式为_ 。
(3)五种元素中原子半径最小的是______(填元素符号),这些元素的最高价氧化物的对应水化物中________酸性最强。
(4)C的一种氧化物是常见的大气污染物。为防止大气污染,某化工厂用NaOH溶液、石灰和O2处理含C的上述氧化物的尾气,使其转化为石膏(CaSO4·2H2O)。假设在转化过程中C元素不损失,每天处理1120 m3(标准状况下)含2%(体积分数)上述氧化物的尾气,理论上可以得到多少千克石膏(请写出计算过程)。
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A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大,A的最高正价和最低负价的绝对值相等,B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等,D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同,E的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等,F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的5倍,G的3d轨道有3个未成对电子,请回答下列问题:
(1)F的基态原子电子排布式为 ,G在周期表的位置 。
(2)B、C、D的原子的第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号回答),A、C、D形成的离子化合物中的化学键类型 。
(3)下列关于B2A2(B原子最外层满足8电子稳定结构)分子和A2D2分子的说法正确的是 。
a.分子中都含有σ键和π键 b.B2A2分子的沸点明显低于A2D2分子
c.都是含极性键和非极性键的非极性分子 d.互为等电子体,分子的空间构型都为直线形
e.中心原子都是sp杂化
(4)用电子式表示E的氯化物的形成过程 。
(5)F的最高正价为+6价,而氧原子最多只能形成2个共价键,试推测CrO5的结构式________。
(6)C的最低价的氢化物为CH3,通常情况下,G2+的溶液很稳定,它与CH3形成的配位数为6的配离子却不稳定,在空气中易被氧化为[G(CH3)6]3+,该反应的离子方程式是 ,1 mol [G(CH3)6]3+配离子含有σ键数目为 。
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