(9分)A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增的短周期元素,其中A与Y同主族,X与Z同主族,A与B和X均可形成10个电子化合物;B与Z的最外层电子数之比为2∶3,常见化合物Y2X2与水反应生成X的单质,其溶液可使酚酞试液变红.请回答下列问题.
(1)Z的原子结构示意图为 ;化合物BA4的电子式为 .
(2)化合物Y2X2中含有的化学键类型有________(填序号).
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.氢键
(3)化合物Y2X2和A2X反应的化学方程式
(4)请用电子式表示Y2Z的形成过程_________________________.
全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题,温家宝总理在“哥本哈根会议”上承诺到2020年中国减排温室气体40%.
(1)降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为2L的恒容密闭容器中,充入2mol CO2和6mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示.
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___mol/(L•min);
②氢气平衡时的物质的量浓度为___________;
③下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________.
A.升高温度 |
B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离出去 |
D.再充入1mol CO2和3mol H2 |
④当反应达到平衡时, H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入1mol CH3OH和1mol H2O,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2.则c1______c2的关系(填>、<、=).
(2)减少温室气体排放的关键是节能减排,大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标.如图2所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.将其插入KOH溶液从而达到吸收CO2的目的.请回答:
①通入甲烷一极的电极反应式为___________;
②随着电池不断放电,电解质溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”).
③通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率___________(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率.
甲醇是重要的燃料,有广阔的应用前景:工业上一般以CO和为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=﹣116kJ•mol﹣1
(1)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是___________。
a.随时将CH3OH与反应混合物分离 b.降低反应温度
c.增大体系压强 d.使用高效催化剂
(2)已知:CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H2=﹣283kJ•mol﹣1
H2(g)+O2(g)═H2O(g) △H3=﹣242kJ•mol﹣1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为________________________。
(3)在容积为2L的恒容容器中,分别研究在三种不同温度下合成甲醇,右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为2mol)与CO平衡转化率的关系.请回答:
①在图中三条曲线,对应的温度由高到低的顺序是_________________。
②利用a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的平衡常数:K=_______________。
(4)恒温下,分别将1molCO和2molH2置于恒容容器I和恒压容器Ⅱ中(两容器起始容积相同),充分反应.
①达到平衡所需时间是I_________Ⅱ(填“>”、“<”或“=”,下同).达到平衡后,两容器中CH3OH的体积分数关系是I________Ⅱ。
②平衡时,测得容器I中的压强减小了30%,则该容器中CO的转化率为_______。
(1)已知N≡N、N﹣H、H﹣H的键能分别为946kJ•mol﹣1、390kJ•mol﹣1、436kJ•mol﹣1.试根据盖斯定律,写出合成氨反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)在通常状况下,足量氢氧化钠的稀溶液与含溶质为1mol的稀硫酸完全反应时放出akJ的热量,写出该反应中和热的热化学方程式______________________________________________________。
(3)以镁和铝为电极,以NaOH作电解质溶液,构成原电池时,铝做负极,其电极反应式为__________;
与MnO2﹣Zn电池类似,K2FeO4﹣Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,在反应中还原产物为Fe(OH)3 ,则正极电极反应式为__________________________________________。
常温下,如果取0.1mol/L HA溶液与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液中由水电离出的c(H+)_______0.1mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+) (填“>”、“<”或“=”)
(2)已知NH4A溶液为中性,又知HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断:NH4HCO3溶液的pH_______7(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)将同温度下等浓度的四种盐溶液:
A.NH4HCO3 B.NH4A C.(NH4)2SO4D.NH4Cl
按pH由大到小的顺序排列是:__________________________(填序号)
(4) 求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):
c(Na+)-c(A-)=_________mol/L,c(OH−)-c(HA)=_________mol/L
现有25 ℃时,0.1 mol/L的氨水。请回答下列问题:
(1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,此时溶液中________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)若向氨水中加入稀硫酸,使其恰好完全中和,写出反应的离子方程式:___________________;所得溶液的pH________7(填“<”、“>”或“=”),用离子方程式表示其原因_______________。
(3)若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7,此时c(NH)=a mol/L,则c(SO)=____________。
(4)若向氨水中加入pH=1的硫酸溶液,且氨水与硫酸溶液的体积比为1∶1,则所得溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序是___________________________________。