由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是 。(填字母)
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)该反应平衡常数K的表达式为 。
(3)温度降低,平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时问变化如下图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为 mol·L-1·min-1。
(5)下列措施中能使(4)中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有 。(填字母)
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.再充入1molCO2和3molH2
E.充入He(g),使体系总压强增大
短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如图所示,其中W的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。
X |
|||
Z |
W |
Y |
(1)写出W的原子结构示意图:。
(2)已知:①X(s) + O2(g) =XO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(g)ΔH=-242.0 kJ·mol-1
③XH4(g) + 2O2(g) =XO2(g) + 2H2O(g)ΔH=-802.0 kJ·mol-1
则XH4气体分解成氢气和X固体的热化学方程式为。
(3)ZO是由单质X和ZO2反应制取单质Z的中间产物(空气中极不稳定)。隔绝空气时,ZO与NaOH溶液反应(产物含有一种固体单质和一种钠盐)的化学方程式为__________________________。
(4)元素Y的Ca盐和H2为原料,反应产物只有甲和乙两种且均为化合物。研究发现:化合物甲的组成中钙、元素Y的质量分数分别为52.29%、46.41%;化合物乙的水溶液显酸性。则乙的化学式为;甲与水反应可得H2,其化学方程式是:。
(5)将W的气态氢化物通入一定量的NaOH溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,生成气体与HCl的物质的量的关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
①O点溶液中所含溶质的化学式为____________。
②a点溶液中,c(Na+):c(Cl-)= _______________。
某反应体系中的物质有:NF3、HF、NO、HNO3、H2O。请根据要求回答下列问题:
(1)请将方程式补全,并配平。NF3+ ="=" HF + +;
(2)反应过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为_______________;
(3)NF3是一种无色、无臭的气体,但一旦NF3在空气中泄漏,还是易于发现。你判断该气体泄漏时的现象是;一旦NF3泄漏,可以用___________(填化学式)溶液喷淋的方法减少污染。
(4)H2O与H2O2都是由氢、氧两种元素形成的化合物。其中H2O2可作为矿业废液消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称。如消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN),经以下反应实现:KCN + H2O2 + H2O ="=" A + NH3↑,试指出生成物A的化学式为__________。
A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素,有关位置及信息如下:A的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成离子化合物;C单质在实验室一般保存在煤油中;F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应,G单质是日常生活中用量最大的金属,易被腐蚀。请回答下列问题:
(1)A元素在周期表中的位置是。
(2)A与B可组成质量比为7:16的三原子分子,该分子释放在空气中可能引起的环境问题有:(任写一种)。
(3)A和C组成的一种离子化合物,能与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式是。
(4)同温同压下,将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中,若所得溶液的pH=7,则ab(填“>"或“<”或“=”)
(5)写出F的单质与NaOH溶液反应的离子方程式:_________________________。
(6)已知一定量的E单质能在B2 (g)中燃烧,其可能的产物及能量关系如下图所示:请写出一定条件下EB2(g) 与E(s)反应生成EB(g)的热化学方程式。
(7)若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中,加入铜片,溶液会慢慢变为蓝色,依据产生该现象的反应原理,所设计的原电池如图所示,
其反应中正极反应式为。
某强酸性溶液X可能含有A13+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、C1-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程及产物如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)上述离子中,溶液X中除H+外还肯定含有的离子有_____________________,肯定不含有的离子有________________。
(2)请设计简单的实验检验不能确定是否含有的离子(若不止一种,可任选一种)的存在:________________________________________________________________。
(3)写出反应①的离子方程式:______________________________。
(4)假设测定A、F、I均为0.1mol,100mL X溶液中n(H+)=0.4mol,当沉淀C的物质的量大于0.7mol时,溶液X中还一定含有____________.
(14分)ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2 000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。
(1)消毒水时,ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有__________性。
(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2,请完成该化学反应方程式:2KClO3+SO2==2ClO2+__________。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,是放热反应,当1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ的热量,写出这个反应的热化学方程式:_______________________________。
(4)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
Ⅰ.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O+I2===S4O
+2I-)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示:
请回答:
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是______________________________。
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是______________________________。
③在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是______________________________。
④若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL,则
水样中ClO2的浓度是________mg·L-1。