四种常见元素的性质或结构信息如下表。试根据信息回答有关问题。
元素 |
A |
B |
C |
D |
性质 结构 信息 |
原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对的电子 |
原子的M层有1对成对的p电子 |
原子核外电子排布为[Ar]3d104s1, 有+1、+2两种常见化合价 |
有两种常见氧化物,其中有一种是冶金工业常用的还原剂 |
⑴写出B原子的电子排布式 。
⑵A元素的氢化物的沸点比同主族相邻元素氢化物沸点 (填“高”或“低”),其是__________________________。
⑶D的最高价氧化物的电子式: 。高温下D的氧化物还原赤铁矿的方程式为可逆反应,写出该反应的化学方程式___________________,该反应的平衡常数表达式K=___________。
⑷往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液,可生成的配合物的化学式为________________,简要描述该配合物中化学键的成键情况__________________。
⑸下列分子结构图中的“”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“
”表示氢原子,小黑点“
”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。
则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的且空间构型是角形的是 (填写序号);在②的分子中有 个σ键和 个π键。
⑹已知NH4+、N4H44+的空间构型均为四面体,NH4+的结构式为 \s\up10(∣←N-,\s\up10(∣H(→表示共用电子对由N原子单方面提供)。 请画出N4H44+的结构式_____________________。
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,除去浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图,如图所示。
(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,可向污水中加入适量的 。
a.BaSO4b.CH3CH2OHc.Na2SO4d.NaOH
(2)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是
①.______________________;②. 。
(3)电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是____________________。
(4)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(如图)。A物质的化学式是____________________。
(共11分)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃) |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强(kPa) |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度 |
|||||
(×10-3 mol·L-1) |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
(1)氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数K的表达式为_____ __。
(2)判断氨基甲酸铵分解反应的ΔH____________0(填“>”、“<”或“=”),其原因是什么?
(3)判断氨基甲酸铵分解反应的ΔS____ _0(填“>”、“<”或“=”),该反应在任何温度下是否一定能自发进行?
(4)升高温度,化学平衡常数K如何变化? 增大容器的压强,K值如何变化? (填“变大”“变小”或“不变”)
(5)根据表格中的数据,计算25℃时,氨基甲酸铵的分解平衡常数
(6)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡,判断该分解反应已经达到化学平衡的是()
A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中混合气体平均分子量不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一.其工业合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1.在密闭容器中,使2mol N2和6mol H2混合发生以上反应。
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 ,N2和H2的转化率比是
(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 (填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时,充入氩气并保持压强不变,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动
(4)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.
(5)下图表示工业500℃、60.0MPa条件下合成氨,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:___ ___。
(6)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_________________。
硫酸的摩尔质量为_____________。49克硫酸的物质的量为_____________,配制成500mL溶液,所得溶液的物质的量浓度为_____________,该溶液中含H+的个数为_____________,取出该溶液10mL即取出了_____________个SO42-。
向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色,如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。完成下列填空:
(1)写出CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(已知氧化产物为HIO3):
(2)把KI换成KBr,则CCl4层变为_ _色:继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。
(3)加碘盐中含碘量为20mg~50mg/kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg,若用Kl与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2 L(标准状况,保留2位小数)。