工业上一般在恒容密闭容器中用H2和CO生产燃料甲醇,反应方程式为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
(1)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250°C |
300°C |
350°C |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断△H 0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(2)在100℃压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的的平衡常数K= (用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式)。此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡___ __(向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数 。(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.升温 B.加入催化剂 C.增加CO的浓度
D.恒容充入H2 E.恒压充入惰性气体 F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同) 。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡的有关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
|
反应物投入量 |
1molCO、2moL H2 |
1molCH3OH |
2molCH3OH |
|
平 衡 时 的 数 据 |
CH3OH浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应的能量变化 |
akJ |
bkJ |
ckJ |
|
体系压强(Pa) |
p1 |
p2 |
p3 |
|
反应物转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
请选择正确的序号填空(不定项选择)
① c1、c2、c3的关系表达正确的为______
A c3>2c1 B c1<c3<2c1 C c1=c2
②p1、p2、p3的关系不正确的为________
A p1=p2 B p2<p3<2p2 C p3>2p2
③ a1、a2、a3的关系表达不正确的为________
A a1=a2 B a3< a2 C a1+a2=1
以短周期元素回答下列有关问题(稀有气体元素除外)(填相应的元素符号或物质的化学式)
⑴金属性最强的元素是,非金属性最强的元素是。
⑵原子半径最大的是,适合作半导体的是。
⑶其最高价氧化物的水化物具有两性的物质是,该物质与金属性最强的元素的最高价氧化物的水化物发生的化学方程式是。
(每空2分,共12分)
现有A、B、C、D、E、F六种物质或粒子,其中A、B、C、D都具有如图所示的结构或结构单元,(图中正四面体以外可能有的部分未画出,虚线不表示化学键或分子间作用力,X、Y可以相同也可以不同)。A、B的晶体类型相同。单质A的同素异形体能与B物质发生置换反应。C、D、E、F含有相等的电子数,且D是阳离子,D与F的组成元素相同。C、E、F的晶体类型相同,由E构成的物质常温下呈液态。请回答下列问题:
(1)写出单质A的同素异形体与B物质发生置换反应的化学方程式______;同主族的第四周期元素基态原子的外围电子排布式为。
(2)上述六种物质或粒子的组成元素中有三种处于同一周期,请写出这三种元素第一电离能由大到小的顺序:。
(3)上述六种物质或粒子中互为等电子体的是(写出化学式)。
(4)F分子的中心原子杂化类型是,F易溶于E,其原因是
________________。
(每空2分,共12分)键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H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。参考以下表格的键能数据,回答下列问题:
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 |
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)
SiC Si; SiCl4SiO2
(2)能不能根据键能的数据判断单质Si 和化合物SiCl4的熔点高低?(填“能”或“不能”),原因是。
(3)如图立方体中心的“· ”表示金刚石晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“· ”表示出与之紧邻的碳原子
(4)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g) + 2H2(g)高温Si(s)+4HCl(g)
计算该反应的反应热△H为__________________。
(每空2分,共10分)A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数依次增大,五种元素核电荷总数为42,B、C同周期,A、D同主族。A、B能形成两种液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2∶1和1∶1。根据以上信息回答下列问题:
⑴甲、乙两分子中含有非极性共价键的物质的电子式是,C元素在周期表中的位置是。
⑵C和D的离子中,半径较小的是(填离子符号)。
⑶将D的单质投入甲中,待D消失后再向上述溶液中加入E的单质,此时发生反应的化学方程式是______________________________________________________。
⑷C、D、E可组成离子化合物DxEC6,其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如下图所示,阳离子D+(用○表示)位于正方体的棱的中点和正方体内部;阴离子EC6x-(用●表示)位于该正方体的顶点和面心。该化合物的化学式是。
(每空2分,共12分)推断下列化合物的化学式:
⑴X、Y两元素能形成XY2型化合物,XY2中共有38个电子,若XY2是离子化合物,其化学式是;若XY2是共价化合物其化学式是。
⑵第三周期内,X、Y两元素的原子序数之差为4,它们组成的XY型化合物,其化学式为。
⑶1mol某物质含有不同周期三种元素的原子各1mol,其质子总数为20mol,该物质的化学式为。
⑷某非金属X的最高正价为+m,它的最高价氧化物对应的水化物中有b个氧原子,则这种酸的化学式是。
⑸X元素的最高正价和负价绝对值之差为6,Y元素和X元素原子的次外电子层上都有8个电子,X和Y形成的化合物在水溶液中能电离出电子层结构相同的离子,则该化合物是。