(16分)已知 X、Y、Z、Q、R、E六种元素中,原子序数X<Y<Z<Q<R<E,其结构或性质信息如下表。
元素 |
结构或性质信息 |
X |
原子的L层上s电子数等于p电子数。 |
Y |
原子核外的L层有3个未成对电子。 |
Z |
在元素周期表的各元素中电负![]() |
Q |
单质常温、常压下是气体,原子的M层上有1个未成对的p电子。 |
R |
核电荷数是Y与Q的核电荷数之和 |
E |
原子序数比R大3 |
请根据信息回答有关问题:
(1)元素Y的原子核外共有 种不同运动状态的电子,有 种不同能级的电子。
(2)X、Y、Z三种元素的第一电离能由高到低的排列次序依次为(写元素符号) 。
(3)X、Z、Q元素均表现最低化合价时的三种氢化物中,沸点由高到低的排列次序依次为(写化学式) 。
(4)R的核外电子排布式为 。R的一种配合物的化学式为RCl3·6H2O。已知0.01 molRCl3·6H2O在水溶液中用过量硝酸银溶液处理,产生0.02 mol AgCl沉淀。此配合物最可能是 。
A.[R(H2O)6]Cl3 | B.[R(H2O)5Cl]Cl2·H2O |
C.[R(H2O)4Cl2]Cl·2H2O | D.[R(H2O)3Cl3]·3H2O |
(5)元素E能形成八面体构型的配合物离子[E (YH3) x Q 2]+,则中心原子为(写化学式) ,配位体为(写化学式) ,x 的值为 。
(6) Y的最低价氢化物与Z的一种氢化物反应,生成的两种产物均不污染环境,其反应的化学方程式为 。
已知H2A在水中存在以下平衡:H2AH++HA-,HA-
H++A2-。回答以下问题:
(1)已知常温下,H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在平衡:
CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) ΔH > 0。
①温度升高时,Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”下同)。
②滴加少量浓盐酸,c (Ca2+)________,原因是__________________(用文字和离子方程式说明)。
(2)若向CaA悬浊液中加入CuSO4溶液,生成一种黑色固体物质,写出该过程中反应的离子方程式______________________。若某CuSO4溶液中c (Cu2+)=0.02 mol/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于________(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20)。
(3)常温下,向某纯碱溶液中滴入酚酞,溶液呈红色,则该溶液呈________性。在分析该溶液遇酚酞呈红色的原因时,甲同学认为是配制溶液时所用的纯碱样品中混有NaOH所致;乙同学认为是溶液中电离出的CO32-水解所致,请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法进行评判(包括简要操作、现象和结论)_________________ ___________。
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。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),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,其△H0。(填“大于”、“小于”或“等于”), 且在(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)该反应平衡常数K的表达式为。
(3)温度降低,平衡常数K(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)若为两个容积相同的密闭容器,现向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),在相同的温度下进行反应,达到平衡时,甲容器内n(CH3OH) (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器内n(CH3OH)。
(5)已知:CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ•mol-1;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H="-283" kJ•mol-1;H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H="-242" kJ•mol-1 ,写出CH3OH燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式______________________________________。
(6)以甲醇和氧气为燃料,氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池。
①负极的电极反应式为。
②若以石墨为电极,电解硫酸铜溶液,写出电解的总反应方程式。若以此燃料电池电解200 mL 0.8mol/L的硫酸铜溶液,当消耗1.6甲醇时,在阴极会析出g铜。
在容积为1 L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g) C(g)+D(g),在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。
请回答下列问题:
(1)700℃时,0~5min内,以B表示的平均反应速率为_________。
(2)能判断反应达到化学平衡状态的依据是__________。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(A)不变
C.v正(B)=2v逆(D)
D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0 mol A和2.2 mol B,利用图中数据计算800℃时的A的转化率。
(4)800℃时,某时刻测得体系中物质的量浓度如下:c(A)=0.06 mol/L,c(B)=0.50 mol/L,c(C)=0.20 mol/L,c(D)=0.018 mol/L,则此时该反应(填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”)。
某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
编号 |
电极材料 |
电解质溶液 |
电流计指针 偏转方向 |
1 |
Mg Al |
稀盐酸 |
偏向Al |
2 |
Al Cu |
稀盐酸 |
偏向Cu |
3 |
Al 石墨 |
稀盐酸 |
偏向石墨 |
4 |
Mg Al |
NaOH溶液 |
偏向Mg |
5 |
Al Zn |
浓硝酸 |
偏向Al |
根据上表中的实验现象完成下列问题:
(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同? 。
(2)指出实验3中铝和石墨的电极名称,并写出实验中的电极反应和电池总反应。
铝为( ) ;石墨为( ) 。
电池总反应:。
(3)实验4中的铝作正极还是负极? ,为什么? 。
某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为______________;
(2)反应开始至2 min,用气体Z表示的反应速率为_____;
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的________倍;
②若此时将容器的体积缩小为原来的 0.5倍,达到平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。