Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②Y原子价电子(外围电子)排布msnmpn
③R原子核外L层电子数为奇数;
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)Z2+ 的核外电子排布式是 ,Z原子基态时简化电子排布式为 。
(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是 。
A.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙 | B.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙![]() |
C.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙 | D.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙 |
(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为 (用元素符号作答)。
(4)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物的化学式为 。
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为28,其中分子中的σ键与π键的键数之比为 ,该氢化物与氧气形成的燃料电池在碱性电解质中负极反应为 。
(6分)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图,回答下列问题:
(1)电极X的材料是,电解质溶液Y是。
(2)银电极为电池的极。
(3)盐桥中阳离子向移动(填“左 ”或“右”)。
(4)外电路中电子是从(填电极材料名称,下同)电极流向电极。
(4分)现有可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+ qD(g);根据下图示回答:
(1)左图中温度t1℃t2℃(填“高于”或“低于”)
(2)该反应的正反应为反应(填“吸热”或“放热”)
(3)右图中压强 p1p2(填“>”、“<”、“=”)
(4)反应式中(m +n)(p +q)(填“>”、“<”、“=”)
(本题16分)CO2和CO是工业排放的对环境产生影响的废气。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为。
(2)科学家们提出用工业废气中的CO2制取甲醇:CO2+3H2CH3OH+H2O。
制得的CH3OH可用作燃料电池的燃料。
①在KOH介质中,负极的电极反应式为_________________________________。
② 作介质的KOH可以用电解K2SO4溶液的方法制得。则KOH在_______出口得到,
阳极的电极反应式是:_____________________________________。
(3)利用CO与H2反应可合成CH3OCH3。
已知:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g),ΔH=-247kJ/mol
在一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是.
A低温高压 B加入催化剂 C体积不变充入氦气
D增加CO的浓度 E.分离出二甲醚
(4)CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),在某温度下,在1L密闭容器中加入CH3OH ,反应到10分钟时达到平衡,此时测得各组分的浓度如下:
物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
浓度/(mol·L-1) |
0.01 |
0.2 |
0.2 |
①0-10 min内反应速率v(CH3OH) = 。
②该温度下的平衡常数为。
③若平衡后,再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3,此时正、逆反应速率的大小:v正v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
(本题16分)为证明Fe3+具有较强的氧化性,甲同学做了如下实验:将Cu片放入Fe(NO3)3溶液中,观察到Cu片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法:“Fe(NO3)3溶液具有酸性,在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”,并设计实验进行探究。
已知:
水解反应 |
平衡常数(K) |
Fe3+ + 3H2O ![]() |
7.9 × 10-4 |
Fe2+ + 2H2O ![]() |
3.2 × 10-10 |
Cu2+ + 2H2O ![]() |
3.2 × 10-7 |
请回答:
(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为。
(2)请利用所提供的试剂,帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂:0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸(0.5~5.0)、稀硝酸
方案:。
(3)丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案,并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化,实验记录如下。
实验内容 |
实验现象 |
甲同学的实验方案 |
溶液逐渐变成蓝绿色, pH略有上升 |
乙同学的实验方案 |
无明显现象,pH没有明显变化。 |
①根据实验现象写出发生反应的离子方程式:。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是。
(4)请你设计更简便可行的实验方案,帮助甲同学达到实验目的:。
(本题16分) 煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。
已知CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1 000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
试回答下列问题:
(1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某温度下,上述反应达到平衡后,保持容器体积不变升高温度,正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)830 ℃时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有______(选填字母)
A |
B |
C |
D |
|
n(CO2)/mol |
3 |
1 |
0 |
1 |
n(H2)/mol |
2 |
1 |
0 |
1 |
n(CO)/mol |
1 |
2 |
3 |
0.5 |
n(H2O)/mol |
5 |
2 |
3 |
2 |
(4)在830 ℃时,在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时,CO的转化率是__________。