(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
⑴以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
⑵CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
平衡常数 |
0.45 |
1.92 |
276.5 |
1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
⑶汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
⑷乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
若以X、Y和Z代表三种不同周期的短周期元素,其原子序数依次增大。且知:X与Y可形成原子个数比分别为1∶1的共价化合物甲和2∶1的共价化合物乙;Y与Z可形成原子个数比分别为1∶1的离子化合物丙和2∶1的离子化合物丁。请回答:
(1)元素Y在周期表中的位置为:第周期、第族。
(2)化合物甲的结构式是。
(3)化合物丙中的化学键类型有。
(4)Y的阴离子半径与Z的阳离子半径大小关系为:r(Yn-)r(Zm+)。
A、B、C均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如下图所示,A、C两种元素的原子核外电子数之和等于B原子的核电荷数。请完成下列填空:
(1)A的原子结构示意图为,A的最高价氧化物对应水化物的的分子式为。
(2)B的简单离子的电子式为。
(3)用电子式表示C的氢化物分子的形成过程:。
(4)C单质与水反应的化学方程式为。
下表列出了A~R等9种元素在元素周期表中的位置:
族 周期 |
ⅠA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
0 |
2 |
E |
F |
||||||
3 |
A |
C |
D |
G |
R |
|||
4 |
B |
H |
请按要求用相应的化学用语回答下列问题:
(1)写出下列元素的元素符号:A;E;G。
(2)上述9种元素中,性质最不活泼的元素的一种同位素的原子核内有20个中子,则表示该同位素原子的符号为。
(3)A、C、D三种元素按金属性由强到弱的顺序排列为。
(4)F单质的电子式为。
(5)D元素的最高价氧化物对应的水化物与KOH溶液反应的离子方程式为
。
关于元素周期表的第三周期元素,请用相应的元素符号或化学式回答:
(1)除稀有气体外,原子半径最大的元素是。
(2)非金属性最强的元素是;金属性最强的元素的。
(3)最高价氧化物对应的水化物中,呈两性的物质的化学式为。
(4)最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的物质的化学式为。
(8分) SiC又叫金刚砂,是砂轮的主要成分,可看着是金刚石里一半碳原子被硅原子替换的产物。
①工业上用焦炭和石英在高温下反应制得SiC:3C+SiO2SiC+2CO。在该反应中氧化剂和还原剂的物质的量比为。
②SiC晶体中有两个含五个原子的基本结构单元,分别是和。
③SiC晶体中最小的原子环是圆环,该环独立有个Si原子,个C原子。
④1molSiC晶体中含mol Si-C键。
⑤金刚石、SiC晶体、晶体Si 熔点由高到低的顺序。