若X、Y两种元素在周期表中位于同一主族,其中一种为短周期元素,且两者相隔一个周期,并有m=n>0。在一定条件下有下列反应(未配平):
Xm + Yn + H2O → HXO3 + HY。请回答:
⑴该反应的还原剂的电子式为___________________。
⑵配平上述化学方程式(用化学式表示):
⑶若某化学反应如下:(未配平)KX + Yn + H2O → KXO3 + Xm + HY + KY
若KXO3和Xm的化学计量数均为1,则Yn的化学计量数为____________。
在下面化学式上标出电子转移的方向和数目:
KX + Yn + H2O →
⑷已知:在反应中,若氧化反应和还原反应发生在同一分子内部处于同一化合价的同种元素上,使该元素的原子(或离子)一部分被氧化,另一部分被还原。这种自身的氧化还原反应称为歧化反应。实验室模拟KXO3的制法如下:
①在进行步骤Ⅰ实验时,有学生主张电解装置用U形管,有的学生主张用烧杯,你认为用哪种仪器更合适______________(填名称)。
②步骤Ⅰ的阴极电极反应式为(用化学式表示):_____________________。
③步骤Ⅰ中由NaYO歧化生成NaYO3的离子方程式为(用化学式表示):______________________。
④步骤Ⅱ中向NaYO3的溶液中加入粉末状的KY,搅拌后生成KYO3。在2L 3 mol·L-1的NaYO3溶液,则至少需要加入__________mol KY粉末可将溶液中的YO3-离子沉淀至浓度变为0.1 mol·L-1。[已知Ksp(KYO3)= 0.366,计算结果保留两位小数,加入KY粉末后溶液体积不变]
氮元素的化合物应用十分广泛。请回答:
(1)火箭燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)是用液态N2O4作氧化剂,二者反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下,1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,则该反应的热化学方程式为。
(2)25℃时,在2L固定体积的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)ΔH=−a kJ/mol(a>0)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①25℃时,该反应的平衡常数为;
②下列情况不是处于平衡状态的是:
a.混合气体的密度保持不变;
b.混合气体的颜色不再变化;
c.气压恒定时。
③若反应在120℃进行,某时刻测得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol,则此时v(正)v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol/LNH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/LNaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。
①b点时,溶液中发生水解反应的离子是;
②在c点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是。
(14分)研究含Cl、N、S等元素的化合物对净化水质、防治污染有重要意义。
(1)二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为____________。
向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是:_________________。
(2)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为_______极(填A或B):
②写出阴极室发生反应依次为:______________________、______________________;
(3)已知:
2SO2(g)+ O2 (g)2SO3 (g) △H =-196.6kJ·mol-1
2NO(g)+ O2 (g) 2NO2 (g) △H =-113.0kJ·mol-1
则反应NO2(g)+ SO2 (g) SO3 (g) +NO(g)的△H = kJ·mol-1
一定条件下,将体积比为1:2的NO2(g)、 SO2 (g)置于密闭容器中发生上述反应,测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K=______。
(15)H、C、N、O、Na、Cr是常见的六种元素。
(1)C位于元素周期表第____周期第___族;Cr的基态原子核外电子排布式为___________;C2H2分子中σ键与π键数目之比为____________。
(2)用“>”或“<”填空:
电负性 |
键长 |
键的极性 |
沸点(同压) |
C_____N |
C=C_____C-C |
N-H____O-H |
甲醇____丁烷 |
(3)25℃、101kPa下:①2Na(s)+1/2O2(g)=Na2O(s)ΔH=-414kJ·mol-1
②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)ΔH=-511kJ·mol-1
写出Na2O2与单质钠化合成Na2O固体的热化学方程式_________________________。
(4)我国已经立法规定酒驾入列。“酒精检测仪”中有红色CrO3和少量H2SO4,检测酒驾时产物有三价铬和CO2等,该反应的化学方程式为______________________________________。
空气中CO2含量偏高会产生温室效应,也会对人体健康造成影响;CO2的用途广泛,合理使用则可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)一定条件下CO2可制得Na2CO3、NaHCO3等。
①等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液,碱性前者后者(填“>”“<”或“=”)。
②有下列五种物质的量浓度均为0.1mol/L的电解质溶液,将其稀释相同倍数时,其中pH变化最大的是(填字母编号)。
A.Na2CO3 |
B.NaHCO3 |
C.NaAlO2 |
D.CH3COONa |
E.NaOH
(2)已知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ/mol,测得在不同温度下,
该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
温度(℃) |
300 |
500 |
700 |
K |
3.00 |
3.47 |
4.40 |
上述反应中a_______0(填“>”、“<”或“=”);在2L密闭容器中300℃下进行反应,若Fe和CO2的起始量均为4 mol,当达到平衡时CO2的转化率为________。
(3)目前工业上可以用CO2和H2在230℃、催化剂条件下反应生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图为恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2反应转化率达80%时的能量变化示意图。则该反应的热化学方程式为。
(4)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。下图是制备HCOOH的示意图,根据要求回答问题:
①催化剂b表面的电极反应式为。
②经测定,若每分钟通过质子交换膜的H+的物质
的量为40mol,则每小时可产生O2Kg。
短周期元素N、Na、Al形成的物质在工农业生产、生活中应用广泛。
(1)Al在元素周期表中的位置为;其原子半径比Na(填“大”或“小”)。
(2)Al单质在空气中不易腐蚀,原因是其表面形成了一种致密的且熔点高的化合物。该化合物的晶体类型为;该化合物遇酸碱易被腐蚀,请写出它与NaOH溶液反应的离子方程式。
(3)NH3的电子式为;NH3在同族元素形成的氢化物中具有较高的沸点,其原因是。
(4)标准状况下22.4L NH3与0.5L 1mol/L 氮元素的最高价氧化物的水化物反应,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是。
(5)NF3是一种新型电子材料,常温下为稳定气体,它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有:HF、NO和某种物质。请写出反应的化学方程式。