决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能/kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
A通常显 价,A的电负性 B的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol-1。根据下表有关蛋白质分子中重要化学键的信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因: 。组成蛋白质的最简单的氨基酸中的碳原子杂化类型是 。
共价键 |
C-C |
C-N |
C-S |
键能/ kJ·mol-1 |
347 |
305 |
259 |
(3)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如右图所示),已知3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子晶体 |
NaCl |
KCl |
CaO |
晶格能/kJ·mol-1 |
786 |
715 |
3401 |
则该4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是: 。
其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有 个。
(4)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是 。
(5)某配合物的分子结构如右图所示,其分子内不含有 (填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.金属键
D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(I)在甲溶液中通入过量CO2生成乙和另一种具有漂白性的物质,在乙溶液中滴加某钠盐溶液丙可以生成丁溶液(丁溶液呈中性),同时产生无色无味气体。已知:题中所涉及物质皆为中学化学中常见物质。回答下列问题:
(1)甲的化学式为。
(2)写出乙在医疗上的一个用途 。
(3)在乙溶液中滴加丙溶液生成丁溶液的离子方程式为 。
(Ⅱ)固体化合物X由四种常见的短周期元素组成,可用作牙膏中的添加剂。现取39.3g化合物X进行如下实验:
实验结束后得到15.3g固体2和6.0g固体3,且固体1、固体2、固体3都可用作耐高温材料。回答下列问题:
(1)NaOH的电子式为 ,沉淀2的化学式为。
(2)固体X的化学式为。
(3)溶液1中加入足量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(4)在高温下,固体3中某元素的单质可以与固体1发生置换反应,请写出此反应的化学方程式。
(5)设计一个实验方案比较固体2和固体3中两种不同元素对应单质的活泼性强弱。
(共16分)Ⅰ.CO和H2作为重要的燃料和化工原料,有着十分广泛的应用。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) △H2= +131.3 kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H= kJ·mol-1。
(2)利用反应CO(g) +H2(g)+O2(g) = CO2(g) +H2O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气(CO和H2物质的量之比为1:1)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl溶液,反应装置以及现象如图所示。则有:
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________ ;
②已知饱和食盐水的体积为1 L,一段时间后,测得左侧试管中气体体积为11.2 mL(标准状况),若电解前后溶液的体积变化忽略不计,而且电解后将溶液混合均匀,则此时溶液的pH为 。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为:
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。请回答下列问题:
(3)一定温度下,在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时,反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N2)=bmol,且N2占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K= (用只含a、V的式子表示)
②判断该反应达到平衡的标志是____(填序号)
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
(4)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示,则:
①有害气体NO的转化率是 ,0~15minCO2的平均反应速率v(CO2)=____(保留小数点后三位)。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件是 。(填序号)。
A.增加CO的量B.加入催化剂
C.减小CO2的量D.扩大容器体积
X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大,元素Z在地壳中含量最高,J元素的焰色反应呈黄色,Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X—的半径,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答:
(1)Q元素在周期表中的位置_______________________。
(2)这五种元素原子半径从大到小的顺序为(填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z______Q(填“>”或“<”),下列各项中,不能说明这一结论的事实有______(填序号)。
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态
D.Z和Q在周期表中的位置
(4)Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为__________________________________。
(5)X与Y可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反,写出A的电子式_______________;B的水溶液不呈中性的原因____________________________(用离子方程式表示)。
(6)液态A类似X2Z,也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子,则液态A的电离方程式为。
(7)若使A按下列途径完全转化为F:
①F的化学式为_________;
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。
镁是海水中含量较多的金属,镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。
(1)“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如下图所示:
该电池的正极反应式为。
(2)Mg2Ni是一种储氢合金,已知:
Mg(s) + H2(g)MgH2(s) △H1=-74.5kJ·mol-1
Mg2Ni(s) + 2H2(g)Mg2NiH4(s) △H2=-64.4kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)2Mg(s)+Mg2NiH4(s)的△H3=。
(3)一种用水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)制备金属镁工艺的关键流程如下:
①为探究MgCl2•6H2O“一段脱水”的合理温度范围,某科研小组将MgCl2•6H2O在不同温度下分解,测得残留固体物质的X-射线衍射谱图如下图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在)。
测得E中Mg元素质量分数为60.0%,则E的化学式为。
②若电解时电解槽中有水分,则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应,使阴极表面产生MgO钝化膜,降低电解效率。生成MgO的化学方程式为。
(4)储氢材料Mg(AlH4)2在110~200°C的反应为:Mg(AlH4)2MgH2 +2A1+3H2↑每生成27gAl转移电子的物质的量为_______________。
工业制硫酸生产流程如下图:
已知:在450℃,常压下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),ΔH=-196 kJ·mol-1。请回答:
(1)在催化反应室,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有;
A.升高温度 B.减少压强 C.不断补充空气 D.及时分离出SO3
(2)在生产中,为提高催化剂效率可采取的措施为;
A.净化气体 B.控制温度在400~500℃
C.增大催化剂与反应气体的接触面积 D.不断补充空气
(3)在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO2和1molO2,充分反应后,放出的热量______(填“<”、“>”或“=”)196kJ。
(4)经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO27%、O211%、N282%。在500℃,0.1MPa条件下,现有100L原料气参加反应,达到平衡时,气体的总体积变为97.2L,则SO2的转化率为。