现有aA、bB、cC、dD、eE五种短周期元素,它们都是生命体不可缺少的重要元素。已知它们的原子序数有如下关系:a+b=c,a+c=d,c+d=e,B、D、E都有多种同素异形体。B的化合物种类与A的化合物种类何者更多,目前学术界还有争议,但有一点是肯定的,那就是没有第三种元素的化合物种数会超出它们。根据以上信息回答下列有关问题:
(1)写出C2A4的电子式 。C2A4和A2D2既具有氧化性,又具有还原性,从化合价的角度解释C2A4和A2D2既具有氧化性又具有还原性的原因
。
(2)A和B可以形成很多种化合物,用电子式表示A和B形成的最简单化合物的形成过程:
,该化合物与CA3和A2D的熔点由高到低的顺序为 (用化学式表示)。
(3)燃料电池是一种新型电池。由一种日常生活中最常见的有机物(分子式为B2A6D)与D的单质以KOH溶液为电解质组成电池,引起了人们的普遍重视。写出负极的电极反应式: 。
(4)E的同素异形体中有一种通常情况下不稳定,在空气中极易自燃。CA3、A2D、EA3的热稳定性由强到弱的顺序为 (用化学式表示)。
能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的能源物质之一。
(1)合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);右图表示某次合成实验过程中甲醇的体积分数
(CH3OH)与反应温度的关系曲线,则该反应的△H 0。(填“>、<或=”下同)
(2)若在230℃时,平衡常数K=1。若其它条件不变,将温度升高到500℃时,达到平衡时,K 1。
(3)在某温度下,向一个容积不变的密闭容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2,达到平衡时CO的转化率为90%,此时容器内的压强为开始时的 倍。
(4)利用甲醇燃料电池设计如图所示的装置:
①则该装置中b为 极。
②当铜片的质量变化为12.8 g时,a极上消耗的O2 在标准状况下的体积为 L。
(5)低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,其中一种技术是将CO2转化成有机物实现碳循环。如:
2CO2(g)+2H2O(l)="=" C2H4(g)+3O2(g) ΔH=+1411.0 kJ/mol
2CO2(g)+3H2O(l)="=" C2H5OH(1)+3O2(g) ΔH=+1366.8 kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇反应的热化学方为 。
A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
阳离子 |
Na+、K+、Cu2+ |
阴离子 |
SO42-、OH- |
在下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。据此回答下列问题:
(1)M为电源的_____极(填“正”或“负”),电极b上发生的电极反应为__________________________。
(2)电极e上生成的气体在标准状态下的体积为________。
(3)写出乙烧杯中的电解池反应_______________________。
(4)若电解过程中,乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出,此时电解还能继续进行,原因是___________________________________。
(5)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g,要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,正确的操作是_____________________________________。
某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:
H2AH++HA-HA-
H++A2-
已知相同浓度时的电离度α(H2A)>α(HA-)(α表示弱电解质的电离程度),设有下列四种溶液:
A.0.01 mol·L-1的H2A溶液
B.0.01 mol·L-1的NaHA溶液
C.0.02 mol·L-1的HCl与0.04 mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液
D.0.02 mol·L-1的NaOH与0.02 mol·L-1的NaHA溶液等体积混合液
据此,填写下列空白(填代号):
(1)c(H+)最大的是________,最小的是________。
(2)c(H2A)最大的是________,最小的是________。
(3)c(A2-)最大的是________,最小的是________。
在密闭容器中投入一定量的A和B发生反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)。
(1)若开始时加入A物质m mol,B物质n mol,则达到平衡时 A、B的转化率____________.(填“相等”或“不等”)
(2)相同的压强下,充入一定量的A、B后,在不同温度下C的百分含量与时间T的关系如图3所示。则T1(填“>”、“<”或“=”) T2,该反应的正反应的△H(填“>”、“<”或“=”) 0。
(3)一定条件下,从正反应开始达到化学平衡过程中,混合气体的平均相对分子质量随时间的变化如图4所示,测得达到平衡时A、B、C、D的物质的量均为1 mol。
①若在恒温恒容的条件下,向原平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol,则体系中气体的平均相对分子质量(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)______ 。
②若恒温恒压的条件下,向原平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol,则体系中气体的密度(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”) 。
(4)若该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示:
可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了条件,试判断t2时改变的条件是 。
Ⅰ.图甲是在一定温度和压强下N2和H2反应生成1 mol NH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式(ΔH的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示): 。
Ⅱ.(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应,
已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH="-92.4" kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH="-571.6" kJ·mol-1,
则2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)ΔH= ;
(2)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是________反应(填“放热”或“吸热”),判断依据是______________________________________。
②1 mol NH4+ (aq) 全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是__ ________。