(每空2分,共16分)短周期元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大。常温常压下,只有W的单质为气体。它们的最高氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙、丁。甲、乙、丙是中学化学中的常见物质,其中只有乙难溶于水,且能和甲、丙反应得到澄清溶液。根据以上信息填写下列空白:
⑴画出W的原子结构示意图_________________________________________;
⑵将乙和甲、丙分别反应后得到的溶液混合,观察到的现象是___________________
___________________ ,两溶液混合时所发生反应的离子方程式为____________________________________________________;
⑶下列事实能证明Z和W非金属性强弱的是(选填序号)__________________________;
A.单质的熔点:Z>W2 |
B.酸性:丁>丙 |
C.在溶液中:W2+H2Z=2HW+Z |
D.稳定性:HW>H2Z |
E.氢化物水溶液的酸性:HW>H2Z
F.溶解性:丁>丙
⑷用Y单质和生活中最常用的金属作电极,用导线连接插入甲的溶液中构成原电池,该原电池负极的电极反应式为_______________________________________________ ;
⑸工业上以XW为原料可以进行许多化生产,甲和W2都是其主要产品。写出工业上以XW为原料生产甲和W2的化学方程式_______________________________________________
_______________________________________________;若要生产80.0 kg甲物质,至少需要XW______________kg,同时可得W2_____________m3(标况)。
在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。
(1)能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有________;
(2)能说明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有________;
(3)能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有________。
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH= -99kJ·mol—1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示______________________、__________________________ ,E的大小对该反应的反应热有无影响?________________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?___________理由是_____________________________.
(2)图中△H= _______________ KJ·mol—1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_________________________________________
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L—1·min—1,则υ(O2)= ______________mol·L—1·min—1、υ(SO3)="____________" mol·L—1·min—1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol—1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H______________(要求计算过程)。
(10分)某温度下,在一密闭容器中充入一定量CO2,并加入足量铁粉,发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),测得CO2和CO浓度随时间的变化如图所示:
(1)0~8 min,v(CO)=______________________mol·L-1·min-1。
(2)下列措施中,能够改变平衡时c(CO)/c(CO2)的比值的是________(填选项字母)。
A.温度 | B.铁粉的量(足量) | C.压强 | D.CO的量 |
(3)已知:反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表:
温度/K |
K1 |
K2 |
973 |
1.47 |
2.38 |
1 173 |
2.15 |
1.67 |
根据表中数据,计算反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的K3
①温度为973 K时:K=_______________;
②温度为1 173 K时:K=________________;
③反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(10分)在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是________;
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量________,密度________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将________(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度________(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。
(8分)为了研究化学反应A+B===C+D的能量变化情况,某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时,看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题:
(1)该反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)A和B的总能量比C和D的总能量________(填“高”或“低”)。
(3)物质中的化学能通过________转化成________释放出来。
(4)反应物化学键断裂吸收的能量________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(5)写出一个符合题中条件的化学方程式:_____________________________________。