1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线,保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如下图所示,呈V型,键角116.5℃。三个原子以一个O原子为中心,与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键;中间O原子提供2个电
子,旁边两个O原子各提供1个电子,构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答:
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| O3的分子结构 |
(1)臭氧与氧气的关系是___________。
(2)选出下列分子与O3分子的结构最相似的的是 。
A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2
(3)分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子,那么O3分子有___________对孤对电子。
(4)O3分子是否为极性分子___________(是或否)。
(5)O3与O2间的转化是否为氧化还原反应___________(若否
,请回答A小题;若是,请回答B小题)
A.O3具有强氧化性,它能氧化PbS为PbSO4而O2不能,试配平:
___________PbS+___________O3——___________PbSO4+___________O2
B.O3在催化剂作用下生成1molO2转移电子数___________mol
I.(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 。(填字母)
A.C(s)+CO2(g)="2CO(g)" △H>0
B.NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1) △H<0
C.2CO(g)+O2(g)=2CO2(1) △H<0
(2)钢铁的电化学腐蚀原理,在酸性环境中发生析氢腐蚀,在中性或碱性环境中发生吸氧腐蚀。
①写出图1中石墨电极的电极反应式: 。
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在图1虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。
II.电化学原理在化学工业中有广泛的应用.请根据如图回答问题:

(1)装置A中的Y电极为 极,X电极的电极反应式为 ,工作一段时间后,电解液的PH将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)若装置B中a为石墨电极、b为铁电极,W为饱和食盐水(滴有几滴酚酞),则铁电极的电极反应式为 。电解一段时间后若要恢复原溶液的成分和浓度,应该采用 的办法。
(3)若利用装置B进行铜的精炼,则a电极的材料为 ,工作一段时间后装置B电解液中c(Cu2+)将 (填“增大”、“减小”、“不变”).
(4)若装置B中a为Ag棒,b为铜棒,W为AgNO3溶液,工作一段时间后发现铜棒增重2.16g,则流经电路的电子的物质的量为 。
(1)①1 g 硫粉在O2中充分燃烧放出 a kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式 。
②已知25℃时,C2H5OH(l)的燃烧热为1366.8kJ/mol,用热化学方程式表示:
(2)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线图如下图示,则①在10S内Z的平均速率为 ②该反应的化学方程式 。
碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g)ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) =" 2" N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g)ΔH2
若2 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则ΔH2= ;
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下:Fe2O3(s) + 3CH4(g)
2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g)ΔH>0
① 若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为 _________ 。
② 若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_____(选填序号)
a.CH4的转化率等于CO的产率
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变
d.固体的总质量不变
③ 该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA____KB(填“>”、“ <”或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有哪些 。
a.H2的逆反应速率
b.CH4的的体积分数
c.混合气体的平均相对分子质量
A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充人A、B中,反应起始时,A、B的体积相同。(已知:2NO2
N2O4;△H<0)
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成的N2O4的速率是VA_______VB。(填“>”、“<”、“=”);若打开活塞K2,气球B将___________(填:变大、变小、不变)。
(2)若在A、B中再充入与初始量相等的NO2,则达到平衡时,NO2的转化率αA将______(填增大或减小、不变);若通入等量的Ne气,则达到平衡时,A中NO2的转化率将_____,B中NO2的转化率将_______(填: 变大、变小、不变)。
(3)室温下,若A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,___________中的颜色较深。
二甲醚(DME)一种清洁的替代燃料,不含硫,不会形成微粒,而且与汽油相比,排放的NO2更少,因此是优良的柴油机替代燃料。工业上利用一步法合成二甲醚的反应如下(复合催化剂为CuO/ZnO/Al2 O2):2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-204.7kJ/mol。
(1)600℃时,一步法合成二甲醚过程如下:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-100.46kJ/mol
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-38.7kJ/mol
则△H2= 。
(2)以DME为燃料,氧气为氧化剂,在酸性电解质溶液中用惰性电极制成燃料电池,则通入氧气的电极是电源的 (填正、负)极,通DME的电极反应为 。