A、B、C、D均为短周期元素。A、B可形成两种液态化合物甲和乙,其最简式分别为BA和B2A。A与D可形成气态化合物DA、DA2。A、B、D可组成离子化合物,该晶体化学式为B4A3D2,其水溶液呈弱酸性。B与D可形成一种极易溶于水的碱性气体X。B与C可形成极易溶于水的酸性气体Y。已知X分子与乙分子中的电子数相等,Y分子与甲分子中的电子数相等。请回答:
(1)A元素为 ,甲的电子式为 。
(2)常温下,pH为a的Y溶液与pH为b的氢氧化钠溶液按体积比1∶10混合后,正好完全反应,则a与b的关系为 。
(3)已知X在液态时和水一样,可发生微弱的电离,产生两种含相同电子数的粒子,请写出它电离方程式: 。
(4)将X和Y的稀溶液按某种比例混合,
①若所得溶液中只含一种溶质,则该溶质是 ,溶液中离子浓度的大小顺序为 ;
②若该溶液是由体积相等的X和Y溶液混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(X) c(Y),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系c(H+) c(OH-)(填“大于”、“等于”、“小于”)。
【化学——物质结构与性质】太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
(1)镓的基态原子的电子排布式是 。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)。
(3)H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为________。
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是_________。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-而体现一元弱酸的性质,则[B(OH)4]-中B的原子杂化类型为 ;
(6)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是 ,反应的离子方程式为 ;
(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_____________,若该晶胞的边长为a pm,则合金的密度为______________________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)。
【有机化学基础】饱受争议的PX项目是以苯的同系物F为原料的化工项目。F中苯环上的取代基是对位关系。用质谱法测得F的相对分子质量为106,A的相对分子质量为92,A与F属于同系物。下图是以A、F为原料制得J的合成路线图。
(1)写出H的结构简式:______________。
(2)C所含官能团的名称是____________,D所含官能团的名称是____________。
(3)B→C的反应类型属于_____________;C→D的反应类型属于____________;
F→G的反应类型属于____________;G→H的反应类型属于____________。
(4)写出满足以下三个条件的I的同分异构体的结构简式:______________。
i.属于芳香族化合物
ii.不与金属钠发生化学反应
iii.核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为3:3:2:2。
(5)写出E和I反应最终生成J的化学方程式:____________________________________。
【物质结构与性质】有A、B、C、D、E五种元素(A、B、C、D、E分别代表元素符号),其中A元素原子核内只有一个质子;B元素的基态原子s亚层的总电子数比p亚层的总电子数多1;C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍;D位于B的下一周期,在同周期元素形成的简单离子中,D形成的简单离子半径最小;E的基态原子中电子排布在三个能级上,且这三个能级所含电子数均相同。
(1)A、E形成的化合物E2A4每个分子中键和
键数目之比为________,B、C、E三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________,电负性由大到小的顺序为________(用实际元素符号表示)。
(2)BA3易液化的主要原因是__________________。离子中B原子轨道的杂化类型为__________,离子空间构型为 。
(3)写出D元素基态原子的核外电子排布式______________。
(4)E的一种单质晶胞结构如图,晶胞的边长为。该晶体的密度为________
g(NA表示阿伏加德罗常数,E的相对原子质量为b)。
(18分)NOx、SO2是主要的大气污染物,科学处理这些污染物对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ•mol-1
则CH4与NO反应生成N2与CO2的热化学方程式为:______________________________________。
(2)利用氧化氮氧化物的流程如下:
写出反应Ⅱ的化学方程式 ________________;已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl,若反应Ⅱ中生成N2的体积(标准状况下)为2.24L,则反应I中转移电子的物质的量为_________,还原剂的质量为_________。
(3)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水电离出的OH‾浓度_________(填“增大”、“减小”或“不变”);试计算溶液中 。
(常温下H2SO3的电离常数:)
(4)利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气,其流程如下图所示。
①简述用Fe2(SO4)3晶体配制溶液A的方法__________________。
②写出向溶液A中通入含SO2废气反应的离子方程式______________________________。
③设计实验验证溶液B是否仍具有处理废气的能力,简述实验的操作、现象和结论________________。
对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
(1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化学方程式如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.5kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H =-483.6 kJ·mol-1;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H =-92.4 kJ·mol-1。
H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
则氨的催化氧化反应生成液体水的热化学方程式为 。
(2)汽车尾气净化的一个反应原理为:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
H<0。
一定温度下,将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①增大压强,NO的平衡转化率 (填“增大”、“减小”、“不变”),0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时,若保持反应温度不变,再向容器中充入NO、CO2各1.2 mol,则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改变某一反应条件X,反应由原平衡I达到新平衡II,变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。
(3)某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池,则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变,下列说法正确的是 (填字母代号)。
a.放电过程中,需要向燃料电池中补充H+
b.溶液中的NH4Cl浓度增大, 所以Cl-离子浓度也增大
c.每转移6.021023个电子,则有标准状况下11.2L电极反应物被氧化
d.为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液