已知:H2(g)+O2(g)=H2O(g),反应过程中能量变化如图所示:
请回答下列问题:
(1)a、b、c分别代表的意义
a. ,
b. ,
c. ;
(2)该反应是 反应(填“放热”或“吸热”),ΔH 0(填“>”、“<”或“=”);
(3)若已知2H2 (g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-Q1kJ·mol-1;
2H2 (g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-Q2kJ·mol-1,
则ΔH1 ΔH2,Q1 Q2(填“>”“<”或“=”)。
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,W是金属元素,X是地壳中含量最多的金属元素,且W、X的最高价氧化物的水化物相互反应生成盐和水;Y、Z是非金属元素,Y与W可形成离子化合物WY;G在Y的前一周期,其原子最外层比Y原子最外层少一个电子。
(1)X的原子结构示意图为__________________。
(2)W、X的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式为_________________。
(3)工业上制取X单质的化学方程式为______________________________________。
(4)G的气态氢化物与Y的最高价氧化物的水化物恰好反应生成的正盐溶液中,离子浓度由大到小的顺序为_________________________________。在催化剂作用下,汽车尾气中G的氧化物GO与一氧化碳两种气体能相互反应转化为无污染、能参与大气循环的两种气体,若有33.6 L(已换算成标准状况)一氧化碳参加反应,转移的电子数为__________mol。
(5)298K时,Z的最高价氧化物为无色液体,0.25 mol该物质与一定量水混合得到Z的最高价氧化物的水化物的稀溶液,并放出a kJ的热量。该反应的热化学方程式为_____________________________。
(17分)金属作为一种能源受到越来越多的关注。
(1)起始阶段,金属主要作为燃料的添加剂。如航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料,加热铝粉使其氧化并放出大量热量,促使混合物中另一种燃料分解:4NH4ClO46H2O↑+2N2↑+4HCl↑+5O2↑,在该反应中还原产物与氧化产物的物质的量比为_______,每有1molNH4ClO4分解,转移电子的物质的量为__________。
(2)随着研究的深入,金属燃料直接作为能源出现。
①铁和铝的燃烧可以提供大量能量。
已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)△H 1;3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) △H 2
则相同质量的铝和铁完全燃烧,铝提供能量是铁提供能量的_____倍(用△H 1和△H 2表示)。
②关于金属燃料的下列说法错误的是________
a.较易控制金属燃烧后产物,减少对环境的污染
b.镁可以通过与二氧化碳的反应,达到既节能又减碳的效果
c.将金属加工为纳米金属时,表面积增大更容易燃烧
d.电解法冶炼镁铝的技术比较成熟,制取的镁铝可作为燃料用于发电
(3)相比金属燃料来讲,将金属中的化学能转化为电能在现在得到了更为广泛的应用。
①下图为某银锌电池的装置图,则该装置工作时,负极区pH______(填“增大”、“减小”或“不变),正极反应式为__________________。
②一种新型电池是以Li2FeSiO4、嵌有Li的石墨为电极,含Li+的导电固体为电解质,放、充电的总反应式可表示为Li+LiFeSiO4 Li2FeSiO4。放电时,Li+向________(填“正”或“负”)极移动;充电时,每生成1mol LiFeSiO4转移_________mol电子。
(18分)C、N、S是重要的非金属元素,按要求回答下列问题:
(1)烟道气中含有的CO和SO2是重要的污染物,可在催化剂作用下将它们转化为S(s)和CO2,此反应的热化学方程式为______________________________________。
已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1;S(s)+O2=SO2(g) △H=-296.0 kJ·mol-1
(2)向甲、乙两个均为1L的密闭容器中,分别充入5mol SO2和3mol O2,发生反应:2 SO2 (g)+O2 (g)2 SO3 (g) △H<0。甲容器在温度为T1的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.5mol;乙容器在温度为T2的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.6mol。则T1________T2(填“>”“<”),甲容器中反应的平衡常数K=___________。
(3)如图所示, A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,分别将1 mol N2和3mol H2通过K1、K3充入A、B中,发生的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),起始时A、B的体积相同均为a L。
①下列示意图正确,且既能说明A容器中反应达到平衡状态,又能说明B容器中反应达到平衡状态的是___。
②容器A中反应到达平衡时所需时间t s,达到平衡后容器的压强变为原来的5/6,则平均反应速率v(H2)=____。
(4)将0.1mol氨气分别通入1L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中,完全反应后三溶液中NH4+离子浓度分别为c1、c2、c3,则三者浓度大小的关系为_______ (用c1、c2、c3和>、<、=表示)。已知醋酸铵溶液呈中性,常温下CH3COOH的Ka=1×10-5 mol·L-1,则该温度下0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液的pH为_________。
【化学——物质结构与性质】氢、碳、氮都是重要的非金属元素,它们单质及其化合物在科学研究和工业生产中有重要的应用。
(1)下列微粒基态的电子排布中未成对电子数最多的是_______(填序号)
a.Fe
b.Mn
c.Cu
d.Cr
e.C
(2)含氮配合物W的结构如图所示(配位键未标出方向),请在结构图中用“→”标出W中所存在的所有配位键的方向。
(3)C、H元素形成的某有机化合物分子中共有16个电子,该分子中键与
键的个数比为_______;该有机化合物在一定条件下形成的聚合物中C原子采取_______杂化。
(4)N和Cu元素形成的化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式为_______。该化合物的相对分子质量为M,为阿伏加德罗常数。若该晶胞的边长为a pm,则该晶体的密度是_______g.pm
。
(1 6分)随着科学技术的进步,硫及其化合物的研究越来越深人。
(1)共生工程可以促进化学工业的发展,并改善环境。
①下列有关环境问题的说法错误的是________(填序号字母)。
a.空气中SO2浓度过高会加重呼吸系统和心脑血管疾病
b.SO2、NOx、CO2的大量排放都会造成酸雨
c.氮的氧化物和碳氢化合物大量排放可能引发光化学烟雾
d.“静电除尘”、“燃煤固硫”、“低碳经济”都能改善空气质量
②发电厂产生的SO2尾气中的可直接用氨水吸收,变废为宝。若用15L 2.0 mol氨水充分吸收4480L含10%的SO2硫酸尾气(气体体积已折算成标准状况)。充分反应后吸收液中的溶质为________。
③利用发电厂产生的SO2制成以水为电解质的SO2质子交换膜燃料电池,该电池电动势为1. 06V。电池工作时负极反应式为________。
(2)将发电厂产生的SO2通人含有Na2S、Na2CO3的废液中可制得Na2S2O3·5H2O,通人SO2过程中的现象是:通了一段时间后,产生气体并析出沉淀,沉淀量逐渐增多;沉淀量逐渐减少并形成清液;停止通SO2,过滤后母液经蒸发浓缩,冷却得Na2S2O3·5H2O晶体(提示:)。上述过程中析出沉淀时发生的氧化还原反应的化学方程式为:________。调节废液中Na2S和Na2CO3的物质的量之比为________,时可以恰好完全反应生成Na2S2O3·5H2O。