【化学——选修:物质结构与性质】( 15分)
原子序数依次增加的A、B、C、D、E、F六种常见元素中,A、B、C、D是短周期非金属元素,B、C、D同周期,E、F是第四周期的金属元素,F+的三个能层电子全充满。下表是主要化合价及原子半径数据:
|
A |
B |
C |
D |
E |
F |
主要化合价 |
-1 |
-3 +5 |
-2 +6 |
-1 +7 |
+2 |
+1 +2 |
原子半径nm |
0.071 |
0.11 |
0.102 |
0.099 |
0.197 |
0.117 |
请回答下列问题:
(1)B、C、D三种元素第一电离能数值由小到大的顺序是 (填元素符号);
(2)B的氢化物中心原子采取 杂化,空间构型是 形,是 分子
(填“极性”或“非极性”);
(3)F2+与NH3 形成配离子的化学式为 ,F单质晶体晶胞是下图的
(填①、②、③或④);
(4)A 、E两种元素形成晶体晶胞是下图中的 (填①、②、③或④),A离子的配位数是 ;
(5)右图四条折线分别表示ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素气态氢化物沸点变化,
请选出C的氢化物所在的折线 (填n、m、x或y)。
(10分)已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如下表:回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1mol·L一1的四种溶液:a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO
d.NaHCO3;
pH由小到大的排列顺序是_______________________(用字母表示)
(2)常温下,0.1mol·L—1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是_______________(填序号)
A.c(H+) | B.c(H+)/c(CH3COOH) |
C.c(H+)·c(OH—) | D.c(OH-)/c(H+) |
(3)体积均为l00mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数___________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。理由是:______________________________________。
(4)25℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中
c(CH3COO—)—c(Na+)=_______mol·L—1(填精确值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=_______。
(10分)甲醇合成反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(1)制备合成气:CH4+H2O(g) CO+3H2。为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2:CO3+H2=CO+H2O。为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为____________________________________。
(2)合成甲醇:①反应过程中物质能量变化如右图所示。写出合成甲醇的热化学方程式__________________。
实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将lmolCO和2molH2通人容器中,分别恒温在300℃和500℃反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:
(表中数据单位:mol·L—1)②300℃时反应开始10分钟内,H2的平均反应速率为__________。
③500℃时平衡常数K的数值为___________。
④300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是__________(填字母)。
a.c(H2)减小 b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加 d.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
(10分)A、B、C、D、E是中学常见的5种化合物,A、B是氧化物,元素X、Y、的单质是生活中常见的金属,相关物质间的关系如下图所示。
回答下列问题:
(1)X的单质与A反应的化学方程式是___________________________________________。
(2)若C溶液显碱性,则试剂1是___________________________________溶液(写化学式);
若C溶液显酸性,则显酸性的原因是(用离子方程式表示)
____________________________________________________。
(3)若试剂1和试剂2均是稀硫酸。
①检验物质D的溶液中金属离子的方法是_______________________________________;
②写出D—E反应的离子方程式________________________________________________;
③某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的。工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠为原料来制备Y(OH)SO4,反应中有NO生成,该反应的化学方程式是(不必配平):
___________________________________________________________________________。
(9分)有x、Y、Z、M、R、Q六种短周期主族元素,部分信息如下表所示:
请回答下列问题:
(1)R在元素周期表中的位置是________________________________.
(2)根据表中数据推测,Y的原子半径的最小范围是_________________________.
(3)Z、M、Q的简单离子的离子半径的大小顺序为________________ (用元素符号表示)。
(4)Y与R相比,非金属性较强的是_________ (用元素符号表示),下列事实能证明这一结
论的是__________ (选填字母序号)。
a.常温下Y的单质呈固态,R的单质呈气态
b.稳定性XR>YX。
c.Y与R形成的化合物中Y呈正价
(5)X、M、Z三种元素组成的化合物中含有的化学键为________;写出R的单质与上
述化合物的水溶液反应的离子方程式:
__________________________________________________________________________。
(6分)关于As的反应中,反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
①已知KBrO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是_____________。
②已知0.2mol KBrO3在反应中得到1mol电子生成X,则X的化学式为_______________________________________________。
③根据上述反应可推知________________。(填序号)
A.氧化性:KBrO3>H3AsO4 | B.氧化性:H3AsO4>KBrO3 |
C.还原性:AsH3>X | D.还原性:X>AsH3 |
④在该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。