A、B、C、D四种元素的原子序数均小于18,其最高正价数依次为1,4,5,7,已知B的原子核外次外层电子数为2。A、C原子的核外次外层电子数为8。D元素的最高价氧化物对应的水化物是已知含氧酸中最强酸,则:
(1)A、B、C、D的名称分别是________、___ _____、___ ___、__ ______。
(2)A的离子结构示意图是_ __ ____,C的原子结构示意图是___ _____。
二氧化硫为重要的含硫化合物,是形成酸雨的主要污染物之一。
(1)在实验室中,若用70%的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫,并要求方便控制反应速率,可选用下图所示气体发生装置中的_____(填下列序号字母)。
(2)SO2经催化氧化可生成SO3,该反应的热化学方程式为:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H="a" kJ·mol-1
在T1℃时,将2 mol SO2、1mol O2充入容积为2 L的密闭容器A中,充分反应并达到平衡,此过程中放出热量98.3 kJ,测得SO2的平衡转化率为50%,则a=_____,T1℃时,上述反应的平衡常数K1=____L·mol-1。若将初始温度为T1℃的2 mol SO2和1 molO2充入容积为2 L的绝热密闭容器B中,充分反应,在T2℃时达到平衡,在此温度时上述反应的平衡常数为K2。则K1______ K2 (填“>”、“<”或“=”)。
(3)某热电厂上空大气中所含二氧化硫严重超标,现对该区域雨水样品进行探究。首先用pH试纸测定雨水样品的pH,操作方法为_________________________________________,测得样品pH约为3;为进一步探究由SO3所形成酸雨的性质,将一定量的SO2通入蒸馏水中,配成pH为3的溶液,然后将溶液分为A、B两份,向A中加入适量的NaOH固体,使溶液恰好呈中性(不考虑氧化性物质和其它酸性物质的影响),则此中性溶液中离子的浓度间存在的关系式为:[Na+]=_______;将溶液B久置于空气中,与久置前相比,久置后的溶液B中水的电离程度将___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)工业上常用如下图所示的流程处理工业尾气中的SO2:
上述流程中有一种物质可以再生循环利用,该物质再生的化学方程式为_______________________。
(12分)【化学—物质结构与性质】
(1)下列叙述正确的是________。
a.含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
b.化合物硫氰化铁和氢氧化二氨合银中都存在配位键
c.KCl、HF、CH3CH2OH、SO2都易溶于水,且原因相同
d.MgO的熔点比NaCl的高,主要是因为MgO的晶格能大于NaCl的晶格能
(2)氨基酸是蛋白质的基石,甘氨酸是最简单的氨基酸(结构如图),
在甘氨酸分子中,N 原子的杂化形式是_____,在甘氨酸分子中C、N、O原子的第一电离能从大到小的顺序是_______;氮可以形成多种离子,如N3-、NH2-、NH4+、N2H5+等,其中,NH4+的空间构型是____。
(3)已知MO与CsCl的结构相似(如图所示),MO晶体的密度为p g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个M2+的核间距为acm。写出Cs基态原子的价电子排布式______,MO的相对分子质量可以表示为_____。
(16分)运用化学原理知识研究化学对于人类的生产生活、科研意义重大。
(1)工业上以黄铜矿(主要成分:CuFeS2,其中S为-2价)为原料,采用火法熔炼工艺生产粗铜。CuFeS2中Fe的化合价为_____,熔炼过程中所得炉渣的主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2,Al2O3等,若要利用炉渣制取铁红,下列实验操作不需要的是_____(填写字母代号)。
A.溶解 | B.过滤 | C.蒸发结晶 | D.灼烧 |
(2)Mg(OH)2是水垢的主要成分之一,用氯化铵溶液浸泡:可以溶解Mg(OH)2,请结合平衡移动原理解释其原因_____。
(3)研究发现CuCl2溶液中铜、氯元素的存在形式为Cu(H2O)42+、CuCl42-,电解CuCl2溶液一段时间,阳极产生2.24L(标准状况)黄绿色气体,阴极析出红色物质,试计算该过程中共转移电子____mol,若要使电解质溶液恢复至原浓度,应向电解后的溶液中加入________。
(4)以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池,负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2。其工作原理如图所示。电池放电时Na+由____(填写“a”或“b”,下同)极区移向___________极区,该电池的负极反应式为__________________________________。
(17分)硫及其化合物有广泛应用。
(1)硫酸生产过程中涉及以下反应。已知25℃、l0l kPa时:
(i)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)ΔH=-457kJ/mol
(ii)SO3(g) +H2O(l)=H2SO4(l)ΔH=-130kJ/mol
则SO2催化氧化反应中,每生成l mol SO3(g)的焓变为_____kJ·mol-1。
(2)对于SO3催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。
①甲图是SO2催化氧化反应时SO2(g)和SO3(g)的浓度随时间的变化情况。反应从开始到达到平衡时,用O2表示的平均反应速率为____。
②在一容积可变的密闭容器中充入20mol SO2(g)和l0 mol O2(g),O2的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。则P1与P2的大小关系是P1____ P2(填>、=或<);A、B、C三点的平衡常数大小关系是____(用KA、KB、KC和 >、=、<表示)。
(3)为研究H2SO4生产中SO3催化氧化时温度对SO2平衡转化率的影响,进行如下试验。取100 L原料气(体积分数为SO27%、O2 11%、N282%)使之发生反应,在10l kPa下达到平衡,得到如下数据:
根据上述数据,575℃达平衡时,SO3的体积分数为______%(保留一位小数)。
(4)工业生成硫酸过程中,通常用氨水吸收尾气。
①如果相同物质的量的SO2与NH3溶于水,发生反应的离子方程式为__________,所得溶液中c(H+)-c(OH-)=___________(填序号)。
A.c(SO32-)-c(H2SO3) B.c(HSO3-)+c(SO32-)-c(NH4+)
C.c(SO32-)+c(NH3∙H2O)-c(H2SO3)D.c(HSO3-)+2c(SO32-)-c(NH4+)
②工业上用足量氨水吸收硫酸工业废气。吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理,吸收Cl2后的溶液仍呈强碱性,则吸收Cl2后的溶液中一定存在的阴离子有OH-和_____。
(14分)从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平。B是一种比水轻的油状液体,B仅由碳氢两种元素组成,碳元素与氢元素的质量比为12∶1,B的相对分子质量为78。回答下列问题:
(1)A的电子式_______,B的结构简式_______。
(2)与A相邻的同系物C使溴的四氯化碳溶液褪色的化学反应方程式__________,反应类型________。
(3)在碘水中加入B振荡静置后的现象__________________________。
(4)B与浓硫酸与浓硝酸在50~60℃反应的化学反应方程式______________________。
(5)等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量 ______(填“A>B”、“A<B”或“A=B”)。