摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可以连续使用一个月。已知该电池的总反应式为:
2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O
请填空:
(1)放电时:负极的电极反应式为_________________________________________________________。
(2)通入甲醇一端的电极是________极,电池在放电过程中溶液的pH将_______ (填“上升”、“下降”或“不变”)。
(3)若在常温、常压下,1 g CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放出22.68 kJ的热量,表示该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(14分)已知A、B、C、D、E、F、G为七种短周期的主族元素,原子序数依次增大。已知:A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数,其中A的单质在常温下为气体。C与B、G在元素周期表中处于相邻位置,这三种元素最外层电子数之和为17,质子数之和为31。D与F同周期,且在该周期中D元素的原子半径最大(稀有气体除外)。根据以上信息回答下列问题:
(1)B、C、G的氢化物中稳定性最强的是______(填化学式),沸点最高的是______ (填化学式)。
(2)D、E、F形成的简单离子半径由大到小的顺序为____________(用离子符号表示)。
(3)A与B能形成离子化合物BA5,该物质能与水剧烈反应生成一种气体和一种碱,则该反应的化学方程式为______________
(4)D的碳酸氢盐溶液与稀硫酸混合,当生成11.2L(标准状况)气体(不考虑气体溶解)时放热6.32kJ,写出该反应的热化学离子方程式_______________。
(5)科学家猜想宇宙中某星球上可能会存在着一种由A,B两种元素组成的一系列化合物,如BA3、B2A4、B3A5、B4A6等,该系列化合物的通式为_______(用元素符号表示)。有B2A4与另外两种等物质的量的该系列中的化合物组成的混合蒸气,在足量氧气中充分燃烧,只生成B元素的单质和水,且B元素的单质和水的物质的量之比为1:2,则另外两种化合物是______ (写化学式)。
(12分)
(1)在一体积为10L的容器中,通入一定量的CO和H2O。在850℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0 CO和H2O浓度变化如图,
则0~4min的平均反应速率v(CO)= ______,达到平衡时,H2O(g)的转化率为_________。
(2)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如右表。
①表中3min~4min之间反应处于________状态; C1数值________0.08mol/L(填>,<,=)。
②反应在4min~5min间,平衡向逆方向移动,可能的原因是_________(单选),表中5min~6min之间数值发生变化,可能的原因是_________(单选)。
A.加水蒸气 | B.降低温度 | C.使用催化剂 | D.增加氢气浓度 |
【化学选修——3:物质的结构与性质】(15分)氧化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3气体和BN,如图所示:
请回答下列问题:
(1)基态B原子的电子排布式为________;基态N原子价电子排布图为________
(2)在BF3分子中,键角是________,B原子的杂化轨道类型为________,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体构型为________
(3)由B2O3制备BF3的化学方程式是_______________
(4)六方氮化硼晶体与石墨晶体结构相似,该晶体层间相互作用力为________
六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似(如下图所示),硬度与金刚石相当,已知立方氮化硼的晶胞边长为361.5 pm,则立方氮化硼的密度是_______g·cm﹣3(列式并计算。阿伏加德罗常数为NA)。
[化学选修——2:化学与技术](15分)往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其应用范围。例如,在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制各的阻燃型Mg(OH)2,树脂可燃性大大降低。该Mg(OH)2的生产工艺如下:
(1)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2-xClx·mH2O],反应的化学方程式为___________
(2)合成反应后,继续在393 K~523 K下水热处理8 h,发生反应; [Mg(OH)2-xClx·mH2O]= Mg(OH)2+
MgCl2+mH2O水热处理后,过滤、水洗。水洗的目的是___________。
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是______________。
(4)已知热化学方程式:
Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g) △H1="+81.5" kJ·mol﹣1
Al(OH)3(s)===XAl2O3(s)+H2O(g) △H2="+87.7" kJ·mol﹣1
①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是_______________
②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果较好的是_________。
原因是___________________。
(5)常用阻燃荆主要有三类:A.卤系,如四溴乙烷;B.磷系,如磷酸三苯酯;C.无机类Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑,应用时较理想的阻燃剂是________,理由是________________
(13分)钠、铝、铁、铜等金属及其化合物在社会生活的各个领域均有重要的应用。回答下列问题:
(1)常温下将一定量的氯气通入石灰乳中,可制得漂白粉,其有效成分的化学式为___________;电解熔融态NaCl可以制得金属钠,反应的化学方程式为_____________________。
(2)Au、Cu、Fe三种块状金属中,常温下能够全部溶于足量浓硝酸的是___________; Mg(OH)2、Al(OH)3、AgOH三种氢氧化物中,能溶于氨水的是______;硬铝是由Al、Cu、Mg、Si组成的铝合金,将硬铝废料投入氢氧化钠溶液中充分反应,溶液中含有的含氧酸根离子有___________。其中铝发生反应的离子方程式为______________。
(3)FeCl3溶液可以吸收烟气中的SO2,所得溶液能与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生成硫酸锰(MnSO4),该反应的离子方程式为_______________。
(4)等浓度的Na2CO3、H2SO4、Ba(OH)2三种溶液,若以不同顺序将体积相等的三种溶液中的两种混合,若有沉淀先过滤,再将混合液与第三种溶液混合,最终所得的溶液不可能呈________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。