已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成化合物的分子式是XY4。试回答:
(1)、X的元素名称为: ;X元素的原子基态时电子排布式为: ;Y的元素符号是: ;Y元素原子价层电子的电子排布图是: 。
(2)、若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85,试判断XY4中X与Y之间的化学键为:
(填“共价键”或“离子键” )。
(3)、该化合物的孤电子对数为: ;价层电子对数是: ;空间构型为: ;中心原子的轨道杂化类型为: ;该分子为: (填“极性分子”或“非极性分子” )。
(4)、该化合物在常温下为液体,该液体微粒间的作用力为: 。
(5)、该化合物的沸点与SiCl4比较: 的沸点高(填化学式),原因是:
。
甲醇来源丰富,价格低廉,是一种重要的化工原料,有着非常重要、广泛的用途。工业上通常用水煤气在恒容、催化剂和加热的条件下生产甲醇,其热化学方程式为:
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ/mol。
(1)该反应的平衡常数表达式为:K=,如升高温度,K值将(填:增大、减小或不变)。
(2)以下各项不能说明该反应达到平衡状态的是.
A、混合气体的密度保持不变 B、甲醇的质量分数保持不变
C、CO的浓度保持不变D、2v逆(H2)=v正(CH3OH)
(3)在2100C、2400C和2700C三种不同温度、2L恒容密闭容器中研究合成甲醇的规律。
上图是上述三种温度下不同的H2和C0的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线Z对应的温度是。由起始达到a点所需时间为5min,则H2的反应速率mol/(L·min)。
(4)某兴趣小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时,正极是极(填“a”或 “b”);
②该电池负极反应的离子方程式为。
海水是一个巨大的化学资源宝库,利用海水可以获得很多化工产品。
(1)海水中制得的氯化钠可用于生产烧碱及氯气。反应的离子方程式是。
(2)利用制盐后的盐卤提取溴的工艺流程如下(部分操作和条件已略去):
将Br2与Na2CO3反应的化学方程式补充完整:
(3)盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe2+、Fe3+、Mn2+等离子。以卤块为原料制得镁的工艺流程如下(部分操作和条件已略去):
生成氢氧化物沉淀的pH
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
Mn(OH)2 |
8.3 |
9.8 |
Mg(OH) 2 |
9.6 |
11.1 |
①步骤②中需控制pH=9.8,其目的是。
②用NaClO 氧化Fe2+得到Fe(OH)3沉淀的离子反应方程式是。
④步骤③需在HCl保护气中加热进行,请用化学平衡移动原理解释原因________。
③NaClO还能除去盐卤中的CO(NH2)2,生成盐和能参与大气循环的物质。除去0.1mol CO(NH2)2时消耗
NaClOg。
用CO2生产绿色燃料甲醇时发生反应A:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)
(1)2CH3OH(g) + 3O2 (g) ="==" 2CO2(g) + 4H2O(g) △H= -1365.0KJ/mol
H2(g) +1/2 O2 (g) ="==" H2O(g) △H=" -241.8" KJ/mol
CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)的反应热△H=。
(2)在体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应A,下图是在三种投料[n(CO2)和n(H2)分别为1mol,3mol;1mol,4mol和1mol,6mol]下,反应温度对CO2平衡转化率影响的曲线。
①曲线c对应的投料是。
②T1℃时,曲线a对应的化学平衡常数是。
③500℃时 ,反应A的平衡常数K=2.5,T1℃500℃(填“高于” 、“低于” 或“等于” )。
(3)甲醇/过氧化氢燃料电池的工作原理示意图如下:
①d电极上发生的是(填“氧化”或“还原”)反应。
②物质b是(填化学式)。
③写出c电极的电极反应式。
氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 |
大气固氮 N2 (g)+O2 (g) ![]() |
工业固氮 N2 (g)+3H2 (g) ![]() |
|||
温度/℃ |
27 |
2000 |
25 |
400 |
450 |
K |
3.84×10-31 |
0.1 |
5×108 |
0.507 |
0.152 |
①分析数据可知:大气固氮反应属于__________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因__________。
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因_______________________。
|
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系_________。
碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。
(1)消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
I.
II.N2(g)+ O2(g) 2NO(g) ΔH1
2CO(g) + O2(g)2CO2 (g)ΔH2=" -565" kJ·mol-1
①ΔH1=。
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式
③一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。
温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是
(2)测定汽车尾气常用的方法有两种。
①方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为
②方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气,将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式
(3)工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2,分别生成NaHSO3、NH4HSO3,其水溶液均呈酸性。相同条件下,同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是,用文字和化学用语解释原因。