T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示,3分钟时达到平衡;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。
(1)容器中发生的反应可表示为______ ________ ________ __
(2)该反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)
判断理由是:______ ________ ________ ________ ____ ________ __。
(3)反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率 v(X)=____________
(4)保持其他条件不变,升高温度,该反应的化学平衡常数K将____________(填“变大”、“减小”或“不变”)
(5)①若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是____________
②一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高气体Y的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.增加X的浓度 d.增加气体Y的浓度
A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素且原子序数依次增大,A的最高正价和最低负价的绝对值相等,B的基态原子有3个不同的能级且各能级中电子数相等,D的基态原子与B的基态原子的未成对电子数目相同,E的基态原子s能级的电子总数与p能级的电子数相等,F的基态原子的3d轨道电子数是4s电子数的4倍,G2+的3d轨道有9个电子,请回答下列问题:
(1)F的基态原子电子排布式为。
(2)B、C、D的原子的第一电离能由小到大的顺序为(用元素符号回答)
(3)下列关于B2A2分子和A2D2分子的说法正确的是。
a.分子中都含有σ键和π键
b.B2A2分子的沸点明显低于A2D2分子
c.都是含极性键和非极性键的非极性分子
d.互为等电子体,分子的空间构型都为直线形
e.中心原子都是sp杂化
(4)由B、E、F三种元素形成的一种具有超导性的晶体,晶胞如图所示.B位于E和F原子紧密堆积所形成的空隙当中。与一个F原子距离最近的F原子的数目为,该晶体的化学式为。
(5)向GSO4(aq)中逐滴加入过量氨水,会发生先产生蓝色沉淀后沉淀消失,写出沉淀消失的离子反应方程式:。
(6)某电池放电时的总反应为:Fe+F2O3+3H2O = Fe(OH)2+2F(OH)2(注:F2O3和F(OH)2为上面F元素对应的化合物),写出该电池放电时正极反应式。
(16分)甲醇又称“木醇”或“木精”,沸点64.7℃,是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有毒,误饮5~10mL能双目失明,大量饮用会导致死亡。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O (g)△H=Q1kJ·mol-1
又查资料得知:①CH3OH(l)+1/2 O2(g)CO2(g)+2H2(g)△H=Q2kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l)△H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为。
(2)工业上可用CO和H2O (g) 来合成CO2和H2,再利用(1)中反应原理合成甲醇。某温度下,将1molCO和1.5molH2O充入10L固定密闭容器中进行化学反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H>0,当反应进行到10min时达到平衡,此时测得H2为0.6 mol。回答下列问题:
①0~10min内H2O(g)的平均反应速率为。
②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率,可以采用的方法是。
a.升高温度b.缩小容器的体积
c.增大H2O (g)的浓度d.加入适当的催化剂
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O(g),重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H2的体积分数为。
(3)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池,下图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知:A、B、C、D、E、F都是惰性电极,丙中为0.1 mol/L CuSO4溶液 (假设反应前后溶液体积不变),当向甲池通入气体a和b时,D极附近呈红色。回答下列问题:
① a物质是,A电极的电极反应式为。
② 乙装置中的总化学反应方程式为。
③ 当乙装置中C电极收集到224mL(标况下)气体时, 丙中溶液的pH=。
(14分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题:
(1)B、C、D三种元素的电负性由小到大的顺序为____,E的基态原子的电子排布式为。
(2)由B、D形成的BD32-离子中,其VSEPR模型名称是,离子的中心原子采用杂化。
(3)已知由A、C、D三种元素按照4:2:3的原子个数比可形成某离子化合物,常温下测得该离子化合物的水溶液pH=5,则该溶液中水电离出的氢离子浓度为。
(4)D、E和钡三种元素构成的某化合物的晶胞结构如图所示
该化合物的化学式为。纳米级的EO2是一种广泛使用的催化剂,实验室往往通过ECl4在大量水中加热水解制得EO2·xH2O,该反应的化学方程式为。
(共12分)
醛类是重要的有机物。
47.松柏醇臭氧化反应生成的B含有醛基。
写出结构简式:B;A。
48.已知:
②醛甲+醛乙醇+羧酸(歧化反应,简单的醛被氧化)
醛基旁边的碳原子上的H原子叫α-H原子,比较活泼。制备季戊四醇的反应“流程”如下:
(1)写结构简式:D;季戊四醇。
(2)月桂酸季戊四醇酯[C12H25COOCH2C(CH2OH)3]是一种优良的中性洗涤剂, 试简述其可做洗涤剂的结构原因。
(3)实际生产中甲醛过量,原因是。
49.酯交换反应是指:酯+醇(酚)→新酯+新醇(酚)。松柏醇的一种芳香族同分异构体有以下特点:
①有邻位的2个取代基;②遇氯化铁溶液呈紫色;③发生分子内的酯交换反应,生成有六元环的内酯和甲醇,则该内酯的结构简式为。
50.环己酮中α-H也比较活泼,能发生以下反应:则E的结构简式为。
(本题共10分)
煤焦油中含有多种芳香族化合物,是重要的化工原料。以下是用煤焦油制备均三溴苯的流程。
42.操作①的名称是;试剂①是;反应②中,NaHS作剂。
43.均三溴苯的系统命名为。
44.不用硝基苯直接溴化制取均三溴苯,理由是。指出苯胺比苯更易发生取代反应的二个事实。
45.苯胺是微溶于水的液体,呈弱碱性。若苯胺中含少量的苯和硝基苯,简述提纯步骤。
46.氨基与羟基有许多相似的性质,则苯胺与醋酸酐[(CH3CO)2O]在一定条件下反应,除了生成CH3COOH外,
生成的另一种有机物的结构简式为。