(本题14分)a、b、c是原子序数依次增大的三种常见短周期元素.由a、b、c三元素组成的化合物甲的用途如图所示。a、b、c三元素之间两两化合可生成化合物乙、丙、丁、戊4种。化合物甲、乙、丙、丁、戊之间也能相互反应。已知乙、戊分别是由a、b两元素按原子个数1∶1和2∶1组成的化合物。若a、b、c三元素形成的单质(仍用a、b、c表示)和由它们组成的化合物之间的反应关系如下(未配平)
①b+c→丁 ②a+c→丙 ③乙+丁→甲 ④丙+丁→c+戊
试解答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:甲: 丙: 丁:
(2)写出反应③的化学方程式::
(3)戊的结构式是 ;实验测得化合物乙和化合物戊能以任意比相溶,根据“相似相溶”的经验规律可推测化合物乙是 分子(填“极性”或“非极性”)。
(4)阅读甲的用途图,回答下列问题:
①实验
室用甲作干燥剂,这是利用甲的 性;甲在制TNT炸药的反应中的主要作用是 。
工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线(填a或b)表示使用了催化剂;该反应属于(填吸热、放热)反应。
(2)下列说法正确的是
| A.起始充入的CO为1mol |
| B.增加CO浓度,CO的转化率增大 |
| C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态 |
| D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小 |
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=;该温度下CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的化学平衡常数为。若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。
(5)已知CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ;ΔH=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)= H2O(g)ΔH=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式。
有pH均为2的盐酸、硫酸、醋酸三瓶溶液:
(1)设三种溶液的物质的量浓度依次为c1、c2、c3,则其关系是:(用“>、<、=”表示,下同)。
(2)取同体积的三种酸分别加蒸馏水稀释到pH=6,需水的体积依次为V1、V2、V3,则其关系是:。
(3)完全中和体积和物质的量浓度均相同的三份NaOH溶液时,需三种酸的体积依次为V1、V2、V3,则其关系是:。
(4)取同体积的酸的溶液分别加入足量的锌粉,反应过程中放出H2的速率依次为a1、a2、a3,则其关系是:。
(10分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是,电解氯化钠溶液的总反应方程式为;
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上最多能产生的氯气体积为L(标准状况)。
通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(DH),化学反应的DH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
| 化学键 |
Si—O |
Si—Cl |
H—H |
H—Cl |
Si—Si |
Si—C |
| 键能/kJ·mol−1 |
460 |
360 |
436 |
431 |
176 |
347 |
请回答下列问题:
(1) 比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)
SiCSi; SiCl4SiO2
(2) 右图立方体中心的“●”表示硅晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的硅原子。
(3) 工业上用高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热DH=
kJ/mol
X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图:
若Z元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍
(1)W在周期表中的位置为。
(2)Y和Z元素形成的氢化物的沸点高低比较为,原因是。
(3)含X元素的四核10电子微粒的电子式为。
(4)写出铜和X的最高价氧化物水化物的稀溶液反应的离子方程式为。
(5)W最高价氧化物水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol电子转移时,共产生9 mol气体,写出该反应的化学方程式。